鈉硫電池由鈉金屬負極、有機電解液和硫正極組成，具有能量密度高(760 Wh·kg-1)、循環(huán)壽命長(10~15 a)、循環(huán)效率高(＞80%)以及成本低等優(yōu)勢[1] 但是，硫單質的絕緣性質(室溫電導率僅為5×10-30 S·m-1)使電極中硫的利用率較低[2] 同時，多硫化物(Na2Sn, 4<n<8)溶解在有機電解液中產(chǎn)生的“穿梭效應”降低了庫倫效率和可逆容量[3,4] 同時，活性材料在循環(huán)過程中完全放電到NaS2使體積膨脹170%，正極材料結構的破壞使其容量快速衰減[5] 為了解決這些問題，可將硫與多種導電介質復合以提高鈉硫電池的充放電容量和循環(huán)穩(wěn)定性[6,7,8] Park[9]等在硫中加入20%的碳，使初始放電容量高達489 mAh·g-1 但是這種簡單的碳/硫復合材料難以抑制體積膨脹和多硫化物的溶解，使后續(xù)循環(huán)過程中容量急劇衰減，20次循環(huán)后容量只有40 mAh·g-1 為了提高鈉硫電池的循環(huán)穩(wěn)定性，Ryu等[10]在碳/硫復合材料的基礎上加入20%的PEO，導電聚合物對硫及其還原產(chǎn)物的吸附使其在循環(huán)過程中保持良好的結構穩(wěn)定性，但是10次循環(huán)后的比容量也只有240 mAh·g-1 因此，研發(fā)導電性高、結構穩(wěn)定且能吸附聚硫離子的鈉硫電池正極材料，至關重要[11] 碳殼能緩沖電極的體積膨脹，限制硫的損失[12] 電弧蒸發(fā)生成的碳含有大量的缺陷，可吸附溶解的多硫化物抑制穿梭效應[13] 鑒于此，本文設計一種碳約束NiS2核殼結構，測試NiS2@C正極材料的電化學性能，研究鈉硫電池中的庫倫效率和循環(huán)穩(wěn)定性 1 實驗方法1.1 前驅體Ni@C及Ni納米粒子的制備 采用電弧蒸發(fā)法制備Ni@C前驅體：以高純Ni塊作為陽極，碳棒作為陰極，抽真空至10-3 Pa，通入0.01 MPa甲烷和0.03 MPa氬氣分別作為碳源及保護氣氛 使金屬Ni塊在120 A的電流下蒸發(fā)20 min，最終沉積在水冷壁上 通入0.0025 MPa空氣鈍化12 h，在活性鎳納米粒子表面生成較薄的惰性氧化鎳保護層，最后收集到Ni@C前驅體 制備前驅體Ni納米粒子的紛紛與Ni@C類似，不同的是，一方面，以鎢棒為陰極以增加導電性便于引弧；另一方面，以0.01 MPa氫氣作為蒸發(fā)氣氛，0.03 MPa氬氣作為保護氣氛 1.2 電極材料NiS2@C及NiS2的制備 用固相硫化法