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CAT蓄电池非晶态CoS合金作为水系可充电碱性电池负极材料的优异电化学性能

来源：卡特蓄电池 发布时间：2026-03-19 21:06:50 点击： 次
开发高性能电极材料对于推动水系二次电池发展至关重要。本文提出通过水热法合成的非晶态CoS合金，并将其作为水系可充电碱性电池的负极材料。该非晶态CoS合金负极在100 mA g电流密度下展现出597 mAh g的高放电容量−1。即使电流密度提升至1 A g−1时，仍能保持517 mAh g的容量−1《环境纳米技术、监测与管理》第22卷，2024年，文章编号101004−1并在400次循环后仍保持99.4%的最大容量，展现出优异的倍率性能和卓越的长循环稳定性。

图文摘要

一种非晶态CoS合金作为水系可充电碱性电池负极材料展现出优异的电化学性能，其比容量高达517 mAh g并且在1 A g的电流密度下循环400次后仍能保持99.4%的最大容量.−1−1
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引言

可充电水系电池因其显著优势，如高功率输出、低成本、环境友好性及本质安全性[1][2][3][4]，已成为储能应用领域极具前景的候选技术。目前已开发并广泛应用多种水系可充电电池体系，包括镍氢电池、镍铁电池、水系锌离子电池、水系锂离子电池和水系铝离子电池等[5][6][7][8][9][10][11][12][13]。然而，这些体系仍面临活性物质溶解、充放电过程中显著体积变化等挑战，制约了其进一步应用与发展。
近期研究发现，一类新型钴基材料作为碱性可充电电池负极材料时表现出高可逆放电容量和优异的循环寿命。当掺入特定非活性添加剂(如B[14]、Si[15]、P[16]、BN[17]、Si₃N₄[18]、S[19]和碳纳米管[20])后，钴基电极的电化学性能显著提升。在各种钴基化合物中，钴single bondS合金作为最复杂的金属硫族化合物之一，存在多种相态和化学计量组成，并展现出独特的物理化学性质，尤其是多孔分级结构[21], [22]。事实上，Cosingle bondS合金因其高理论比容量、优异的循环稳定性及相对简单的合成方法，在储能应用领域受到了广泛关注。
钴基材料的电化学性能与其结构特征密切相关。目前已开发出多种合成方法（包括水热与溶剂热技术[23]、化学还原法[24]和球磨工艺[25]）来实现结构可调控的钴基材料制备。single bond研究发现，非晶态钴基材料中原子排列的无序性和丰富的缺陷位点single bond本研究通过水热法制备了非晶态CoS合金，并系统考察了其在碱性水系可充电电池中的电化学性能。该非晶态CoS合金电极在碱性水系电解液中表现出卓越的电化学性能，在1 A g电流密度下实现了517 mAh g的比容量 %%single bondS材料为电化学反应提供了更多活性位点，促进离子扩散并减轻结构变化[26][27][28]。因此，当作为钠离子电池[27]、混合超级电容器[28]等器件的电极材料时，这些Cosingle bondS材料展现出优异的电化学性能。然而，关于非晶态CoS作为水系电池电极材料的研究仍相对有限。
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