Morfologia dupla de Co9S8 revestido por carbono co-dopado com N, S como materiais anódicos eficientes para baterias de íons de sódio

Resumo

Co ₉ S ₈ é um material de ânodo em potencial por seu alto desempenho de armazenamento de sódio, fácil acessibilidade e termoestabilidade. Porém, a expansão do volume é um grande entrave ao seu desenvolvimento. Aqui, um composto contendo Co ₉ S ₈ nanofibras e oco Co ₉ S ₈ nanoesferas com camada de carbono co-dopada com N, S (Co ₉ S ₈ @NSC) é sintetizado com sucesso por meio de um processo solvotérmico fácil e uma carbonização em alta temperatura. Atribuído ao revestimento de carbono e à grande área de superfície específica, o estresse volumétrico severo pode ser efetivamente aliviado. Em particular, com N e S heteroátomos introduzidos na camada de carbono, o que conduz ao Na ⁺ adsorção e difusão na superfície do carbono, Co ₉ S ₈ @NSC pode executar um mecanismo de armazenamento de sódio mais capacitivo. Como resultado, o eletrodo pode exibir uma capacidade reversível favorável de 226 mA h g ⁻¹ em 5 A g ⁻¹ e uma retenção de capacidade favorável de 83,1% em 1 A g ⁻¹ após 800 ciclos. O design exclusivo fornece um pensamento inovador para melhorar o desempenho de armazenamento de sódio.

Introdução

Com o rápido desenvolvimento de sistemas de reserva de energia em veículos elétricos e produtos eletrônicos portáteis, as baterias de íon de sódio (SIBs) se tornaram um forte concorrente das baterias de íon de lítio (LIBs), devido ao comportamento de carga-descarga semelhante aos LIBs, baixo custo , e vastas reservas naturais [1,2,3]. E o potencial eletroquímico de Na (- 2,71 V vs o eletrodo de hidrogênio padrão, SHE) é maior do que o de Li (- 3,04 V) com 330 mV, o que torna os SIBs possíveis para atender às demandas de armazenamento de energia em larga escala [4,5, 6]. No entanto, o desafio mais importante nos SIBs é a grande expansão do volume durante o processo de sodiação originado da grande deformação derivada do raio maior de Na ⁺ (1.02 Å) do que Li ⁺ (0,76 Å) [7, 8]. Isso resultará em severa pulverização e esfoliação de materiais ativos da folha de cobre e ainda levará a um fraco desempenho de ciclismo. Portanto, o projeto racional de materiais anódicos é uma preocupação iminente.

Diversos materiais anódicos foram relatados por sua alta capacidade teórica, como sulfetos de metais de transição (TMSs) [9,10,11,12,13,14], óxidos de metais de transição (TMOs) [15,16,17,18 ], fosforetos [19,20,21,22] e compostos de carbono [23,24,25,26]. Entre eles, MSs baseados em cobalto (como CoS, CoS ₂ , Co ₃ S ₄ , e Co ₉ S ₈ ) têm atraído grande atenção por sua condutividade quase metálica e fácil acesso [27,28,29]. Especificamente, cúbico Co ₉ S ₈ chama muita atenção por sua ótima termoestabilidade. Infelizmente, ainda é impedido pela variação de volume severa, Na ⁺ lenta taxa de difusão e baixa condutividade [30,31,32]. Grandes esforços foram feitos para lidar com as deficiências do Co ₉ S ₈ .

Até agora, a maioria dos estudos também se concentrou no projeto de novos materiais de carbono com heteroátomo (N, P, S, B) dopado, como estruturas tipo sanduíche com RG O dopado com N, S [33, 34], NC semelhante a nanoflores / CoS 2 [35], Co ₉ S ₈ revestido com nanoesferas de carbono dopadas com N [36, 37] e nanofibras dopadas com N, S [38, 39]. O revestimento de carbono pode não apenas aumentar a condutividade dos TMSs, mas também eliminar o estresse decorrente da expansão de volume. Em particular, com o dopagem de heteroátomo, a estrutura eletrônica do carbono pode ser modificada para melhorar as propriedades físicas e químicas, gerando defeitos extrínsecos, expandindo a distância intercamada e oferecendo rota de transferência de elétrons adicional quando os heteroátomos são ligados a átomos de carbono [40,41, 42,43,44].

Aqui, sintetizamos morfologia dupla de Co ₉ S ₈ , contendo nanofibras e nanoesferas ocas, ambas revestidas com carbono co-dopado com N, S (denotado como Co ₉ S ₈ @NSC), para SIBs altamente estáveis. A estrutura semelhante à nanofibra fornece transporte contínuo de elétrons de longo alcance, enquanto as nanoesferas ocas aumentam a infiltração de eletrólito. A camada de carbono co-dopada N, S pode fornecer mais elétrons livres, o que beneficia a adsorção de Na ⁺ na superfície e aumentar a condutividade integral. Devido à dureza do revestimento de carbono e da rede 3D, a variação de volume durante a inserção / extração do íon sódio pode ser bem atenuada do nível atômico e 3D. E a alta área de superfície específica pode aumentar a capacidade de contribuição de pseudo-capacitância, levando a um desempenho de taxa excelente. Como resultado, SIBs com Co ₉ S ₈ @NSC pode fornecer uma capacidade de retenção estável de 318 mA h g ⁻¹ após 800 ciclos a 1 A g ⁻¹ com a eficiência coulômbica de ~ 100%, tornando-se um ânodo promissor para SIBs de grande escala.

Métodos Experimentais

Síntese de Co ₉ S ₈ @NSC

Em um processo típico, os compósitos foram preparados por eletrofiação coaxial seguindo o método álcool-térmico e carbonização.

Preparação de nanofibras eletrofiadas

0,74 g de PAN (Sigma-Aldrich, MW =150.000) e 9 ml de DMF foram agitados durante a noite para formar a solução externa homogênea, enquanto 1,8 g de acetilacetonato de cobalto (II) (Co (acac) ₂ , Aladdin, pureza ≥ 99%) e 0,74 g de PAN (Macklin, MW =150000) foram misturados com 9 ml de DMF e agitados ao mesmo tempo que a solução interna vermelha escura. Em seguida, os dois tipos de soluções foram conduzidos por eletrofiação coaxial (tamanho da agulha:interno 17 G, externo:22 G). A distância entre a agulha e o coletor de folha de Al era de 15 cm, e a temperatura de condição mantida em 65 ° C. Então, o potencial elétrico foi aplicado a 15 kV com taxa de fluxo de duas seringas a 1,5 ml h ⁻¹ . As fibras precursoras finais foram secas a 60 ° C em vácuo durante 24 h.

Sulfuração e Carbonização

As nanofibras obtidas foram primeiramente misturadas com 50 ml de etanol contendo tioacetamida (TAA, Aladdin, pureza ≥ 99%) em autoclave de aço inoxidável forrada com Teflon de 100 ml a 120 ° C por 6 h pelo método solvotérmico. O produto final foi obtido por carbonização a 700 ° C por 1 h com uma taxa de aquecimento de 5 ° C min ⁻¹ e esfriando naturalmente. Para comparação, a amostra sem cobalto (carbono co-dopado com N, S, denotado como NSC) também foi preparada usando o mesmo método mencionado acima sem adicionar Co (acac) ₂ .

Caracterização estrutural

A morfologia e estrutura do Co ₉ S ₈ @NSC foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura (SEM, ZEISS Gemini 500) e microscopia eletrônica de transmissão (TEM, JEM-2100HR). O teste de análise de gravidade térmica (TGA) foi realizado para avaliar o conteúdo de Co ₉ S ₈ por Netzsch STA449. As estruturas cristalinas e análises de estado de valência de superfície foram detectadas por espectroscopia de fotoelétrons de raios-X (XPS, ESCALAB 250Xi), difração de pó de raios-X (XRD, Bruker D8 Advance) e espectros Raman. A área de superfície específica e a distribuição do tamanho dos poros foram registradas a partir do instrumento de análise Brunauer-Emmett-Teller (BET, Micromeritics ASAP-2020).

Medições eletroquímicas

As suspensões foram obtidas pela mistura de materiais ativos, poli (fluoreto de vinilideno) (PVDF) e Super P (proporção em peso de 8:1:1) com N-metilpirrolidona (NMP). Em seguida, o eletrodo de trabalho foi preparado revestindo as pastas uniformemente em uma folha de cobre pré-cortada (diâmetro de 12 mm) e seco a 60 ° C em ar e vácuo durante a noite, respectivamente. As células tipo moeda CR2032 foram montadas com sódio metálico como eletrodo de referência, membrana de fibra de vidro como separador e folha de cobre preparada como ânodo. O eletrólito era NaClO 1 M ₄ em EC / DMC (EC:DMC =1:1, em volume) com 5,0% FEC. Os procedimentos de montagem foram todos realizados em um porta-luvas cheio de Ar (O ₂ <0,1 ppm, H ₂ O <0,1 ppm). Os resultados da voltametria cíclica (CV) e da espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) foram obtidos a partir de uma estação de trabalho eletroquímica (CHI660E, Shanghai Chen Hua Instruments Ltd). E os testes de descarga-carga galvanostática foram conduzidos em um sistema de teste de bateria NEWARE.

Resultados e discussão

O processo de síntese de Co ₉ S ₈ @NSC é ilustrado no arquivo adicional 1:Esquema S1, incluindo eletrofiação coaxial, sulfuração solvotérmica e carbonização. A cristalinidade de Co ₉ S ₈ @NSC e NSC após esses procedimentos é mostrado na Fig. 1a. A curva de XRD de Co ₉ S ₈ @NSC exibe picos de difração característicos típicos de acordo com o Co ₉ cúbico S ₈ fase (JCPDS no. 86-2273), enquanto NSC exibe apenas picos de carbono duro. O pico largo a 24,8 ° corresponde ao plano (111) do carbono amorfo. Surpreendentemente, é menor do que o valor padrão de 26,6 °, indicando distância intercamada expandida e menor grafitização derivada de sítios N, S co-dopados no carbono [41]. O espectro Raman (Fig. 1b) também confirma a existência e composição do carbono nos compósitos. Co ₉ S ₈ @NSC e NSC exibem dois picos óbvios de 1308 cm ⁻¹ e 1513 cm ⁻¹ , representando a banda D e a banda G do carbono, respectivamente. Além disso, Co ₉ S ₈ @NSC possui um pico típico fraco localizado a 671 cm ⁻¹ , correspondendo ao Co ₉ S ₈ . Em detalhe, a banda D é atribuída aos defeitos estruturais do carbono amorfo, enquanto a banda G é devida ao E _2g modo de vibração de Sp ² ligação entre átomos de carbono grafítico [45]. O ligeiramente maior I _D / I _G de Co ₉ S ₈ @NSC (1.31) do que NSC (1.14) indica que existem mais defeitos nos compósitos, resultantes de dopagem N e dopagem S.

A proporção de peso de Co ₉ S ₈ é medido por análise termogravimétrica (TGA) como mostrado na Fig. 1c. Depois de aquecer a 700 ° C ao ar com 10 ° C min ⁻¹ , a reação de várias etapas está envolvida com o produto final como Co ₃ O ₄ , que pode ser atribuída a:(1) a evaporação de traços de água (abaixo de 100 ° C), (2) a oxidação de Co ₉ S ₈ para CoSO _x (de 200 a 400 ° C), e (3) a decomposição do carbono e a oxidação contínua de CoSO _x (acima de 400 ° C). De acordo com essas reações, o conteúdo de Co ₉ S ₈ nos compósitos é calculado como 40,1%. Co ₉ S ₈ @NSC exibe curvas isotérmicas típicas do tipo IV, indicando a estrutura mesoporosa, enquanto o NSC é microporoso (Fig. 1d). A área de superfície específica de Co ₉ S ₈ @NSC (122,5 m ² g ⁻¹ ) é muito maior do que NSC (4,1 m ² g ⁻¹ ), que pode beneficiar a infiltração de eletrólito para rápida inserção / extração de Na ⁺ e remir a alteração de volume severa. Os poros de Co ₉ S ₈ @NSC com tamanho médio de 8,6 nm (mostrado no arquivo adicional 1:Figura S1) são derivados da pirólise de grupos químicos de poliacrilonitrila, dissolução de Co (acac) ₂ das nanofibras e a formação de Co ₉ oco S ₈ nanoesferas.

A espectroscopia de fotoelétrons de raios-X (XPS) é conduzida para identificar a composição química do Co ₉ S ₈ @NSC. Os sinais no espectro de pesquisa estão de acordo com cinco elementos de C, N, O, S e Co na Fig. 2a. A presença de O deve ser devido à exposição da amostra ao ar com algum oxigênio adsorvido na superfície. O espectro de alta resolução de C 1s (Fig. 2b) exibe quatro picos, que estão localizados em 284,6 eV (CC / C =C), 285,0 eV (CN), 285,8 eV (CS) e 288,6 eV (C =N ) [46]. O espectro de Co 2p foi mostrado na Fig. 2c. Picos localizados em 786,1 eV e 803 eV podem ser ajustados aos picos de satélite de Co 2p _3/2 e Co 2p _1/2 , respectivamente. Além disso, os picos de 778,5 eV e 793,6 eV e outros dois picos de 781,4 eV e 797,2 eV pertencem a Co ²⁺ e Co ³⁺ , respectivamente [36]. Além disso, o espectro S 2p (Fig. 2d) se ajusta a quatro picos, consistindo em 162,45 eV (S-Co), 163,7 eV (S-C), 165 eV (S-C) e 168,2 eV (sulfato) [47]. E os espectros de N 1s (arquivo adicional 1:Figura S2) contêm três picos em 398,4 eV, 400,1 eV e 401,0 eV, que correspondem a N piridínico, N pirrólico e N grafítico, respectivamente [48]. Em comparação com os materiais de carbono isolados, a introdução de sítios de carbono co-dopados com N, S pode fornecer mais elétrons livres, o que beneficia a adsorção de Na ⁺ na superfície e aumenta a condutividade integral [41]. Os resultados de todos os espectros de XPS confirmam a presença de co-dopagem N, S em Co ₉ S ₈ @NSC.

As morfologias interessantes e estruturas internas detalhadas de Co ₉ S ₈ @NSC e NSC são medidos por SEM e TEM. A Figura 3a-c representa o Co ₉ S ₈ O @NSC consiste em dois tipos de estrutura, incluindo nanoesferas ocas e nanofibras. Essas nanofibras são compostas pela carbonização das fibras PAN. A formação de nanoesferas aderidas às nanofibras pode ser atribuída à decomposição e sulfurização do Co (acac) ₂ que foi dissolvido do interior das fibras de eletrofiação de PAN. E os compostos possuem a superfície nitidamente áspera, o que pode aumentar a molhabilidade do eletrólito. Arquivo adicional 1:A Figura S3a-c exibe a morfologia do NSC com apenas nanofibras lisas cimentadas entre si sem nanoesferas, o que pode ser devido à ausência de composto à base de Co e fusão de nanofibras PAN no processo de carbonização. A composição elementar é confirmada pelo mapeamento EDS (arquivo adicional 1:Figura S4), com os elementos C, N, Co e S distribuindo-se uniformemente nos compostos. E isso demonstra ainda mais o doping bem-sucedido do elemento N, S.

Conforme exibido na Fig. 3d-f, as imagens TEM revelam os detalhes internos das morfologias de Co ₉ S ₈ @NSC. As Figuras 3d ee mostram o Co ₉ S ₈ nanopartículas são incorporadas em nanofibras de carbono e nanoesferas ocas, o que confirma o ponto proposto acima sobre a formação das nanoesferas ocas. A Figura 3f revela a distância interplanar de 0,308 nm, combinando bem com os (311) planos de Co ₉ S ₈ , enquanto o NSC no arquivo adicional 1:Figura S3d – f manifesta o caráter tradicional do carbono duro. Co ₉ S ₈ nanopartículas com tamanho fole 50 nm distribuem-se uniformemente no compósito, e a espessura da camada de revestimento de carbono é medida 3-5 nm (Fig. 3f). Devido à superfície áspera, estrutura oca e revestimento de carbono, a pulverização e esfoliação severa de materiais ativos resultantes da variação de volume podem ser aliviadas de forma eficaz.

Para investigar o desempenho eletroquímico de Co ₉ S ₈ @NSC, células tipo moeda 2032 são montadas para testes eletroquímicos. Conforme mostrado na Fig. 4a, as curvas CV de Co ₉ S ₈ @NSC registra os cinco ciclos iniciais a uma taxa de varredura de 0,1 mV s ⁻¹ . O primeiro ciclo é muito diferente dos ciclos subsequentes com um pico largo em 0,476 V na varredura catódica, que é atribuído à formação de um filme de interface de eletrólito sólido (SEI), intercalação irreversível de Na ⁺ , e a conversão gradual de Co ₉ S ₈ para Co e Na ₂ S [49]. Na primeira varredura anódica, dois picos de oxidação de 0,375 V e 1,682 V podem ser atribuídos à reação de várias etapas de Co a CoS _x [36]. As seguintes curvas de CV de Co ₉ S ₈ @NSC são gradualmente sobrepostos, indicando a alta reversibilidade eletroquímica. Para comparação, as curvas CV de NSC no arquivo adicional 1:Figura S5a mostram os picos característicos típicos de carbono, que representam a adsorção e inserção de Na ⁺ em nanofibras de carbono. Figura 4b e arquivo adicional 1:a Figura S5b exibe as curvas de carga / descarga para diferentes ciclos de Co ₉ S ₈ @NSC e NSC com a eficiência coulômbica inicial (CE) de 54,1% e 28,3%, respectivamente. O CE relativamente baixo é causado pela formação irreversível de filme SEI e consumo de eletrólito [7]. As curvas dessas duas amostras manifestam plataforma de tensão distinta de Co ₉ S ₈ e carbono, que estão de acordo com os resultados dos testes de CV (Fig. 4a e Arquivo adicional 1:Figura S5a).

O desempenho da taxa é mostrado na Fig. 4c. A capacidade de Co ₉ S ₈ @NSC pode atingir 226 mAh g ⁻¹ em 5 A g ⁻¹ , enquanto o NSC pode manter apenas 21 mAh g ⁻¹ . E então, quando a densidade de corrente se recuperar para 100 mAh g ⁻¹ , a capacidade pode ser bem retornada a 440 mAh g ⁻¹ . A Figura 4d mostra o desempenho no ciclismo de Co ₉ S ₈ @NSC. As capacidades de descarga de Co ₉ S ₈ @NSC é mantido em 423 mAh g ⁻¹ a 200 mA g ⁻¹ e 318 mAh g ⁻¹ em 1 A g ⁻¹ após 800 ciclos com eficiência coulômbica inicial de 42,3% e 37,4%, respectivamente. Isso pode ser explicado pela transformação do mecanismo de reação de intercalação / desintercalação em baixa densidade de corrente para adsorção / dessorção de Na ⁺ em alta densidade de corrente [2]. Aparentemente, as capacidades do Co ₉ S ₈ @NSC são todos superiores aos de NSC, o que se deve aos sites mais ativos derivados de Co ₉ S ₈ e N, S co-dopagem. Além disso, a capacidade de retenção de 87,4% a 200 mA g ⁻¹ e 83,1% em 1 A g ⁻¹ após 800 ciclos indicam o desempenho do ciclo estável e a reversibilidade da reação benigna de Co ₉ S ₈ @NSC.

Para entender as propriedades interfaciais e resistências internas de Co ₉ S ₈ @NSC e NSC, espectros de impedância eletroquímica (EIS) foram conduzidos. Conforme apresentado no arquivo adicional 1:Figura S6a, os gráficos de Nyquist de Co ₉ S ₈ @NSC após diferentes ciclos mostram semicírculos típicos na região de alta frequência (resistência de transferência de carga, R _ct ) e uma linha oblíqua na região de baixa frequência (resistência de Warburg, W ) Antes do ciclo inicial, o maior R _ct (cerca de 1600 Ω) de Co ₉ S ₈ @NSC é causado por infiltração insuficiente de eletrólito. Após 5 ciclos, o R _ct torna-se muito pequeno quanto 153 Ω para a formação do filme SEI e contato do poço com o eletrólito. Além disso, a diminuição do R _ct também pode ser atribuído ao processo de ativação do Co ₉ S ₈ @NSC eletrodo interfacial. Após 10 ciclos, quase mantém o mesmo valor, o que indica a excelente estabilidade. Para comparação, o EIS do NSC também é investigado no arquivo adicional 1:Figura S6b – e. O R inicial _ct de NSC é menor que Co ₉ S ₈ @NSC, indicando a maior eletrocondutividade do NSC. Conforme o ciclo continua, o R _ct de Co ₉ S ₈ O @NSC torna-se gradualmente menor do que o do NSC, devido à maior área de superfície específica e infiltração suficiente de eletrólito. Os resultados mencionados acima suportam o ciclo benigno e o desempenho de taxa de Co ₉ S ₈ @NSC.

Para obter mais informações sobre a eletroquímica de Co ₉ S ₈ Eletrodo @NSC, uma análise cinética é conduzida. As curvas de CV em diferentes taxas de varredura de 0,1 a 0,9 mV s ⁻¹ são coletados e mostrados na Fig. 5a. Variando da difusão iônica comum, a corrente de pico ( I , mA) não é completamente linearmente dependente de v ^1/2 ( v é a taxa de varredura, mV s ⁻¹ ), indicando a coexistência de comportamentos não-farádicos e farádicos [35, 50]. E os resultados podem ser verificados pela relação entre log ( I ) e logar ( v ), de acordo com a equação de log ( I ) = b log ( v ) + log ( a ) Quando o valor de b atinge 0,5 ou 1, indica que o mecanismo de reação é totalmente controlado por difusão iônica ou comportamento capacitivo, respectivamente [51, 52]. Conforme mostrado na Fig. 5b, os valores calculados de b são 0,7518 (pico catódico) e 0,7792 (pico anódico), o que significa um comportamento mais capacitivo.

Além disso, a contribuição do comportamento capacitivo pode ser obtida a partir da equação: i (V) = k ₁ v + k ₂ v ^1/2 [42], onde i (V) é a corrente em uma tensão fixa, v é a taxa de varredura e k ₁ v e k ₂ v ^1/2 representam a capacidade capacitiva e a capacidade de difusão de íons, respectivamente. Quando a taxa de varredura é de 0,5 mV s ⁻¹ , a relação de contribuição da capacidade capacitiva atinge 69,2% (Fig. 5c). Para diferentes taxas de varredura, a Fig. 5d ilustra uma tendência óbvia da razão de capacidade capacitiva aumentando com a taxa de varredura de 0,1 a 0,9 mV s ⁻¹ . A contribuição capacitiva crescente pode ser atribuída a uma área específica elevada e locais ativos abundantes, que, além disso, podem ser responsáveis pelo desempenho de taxa excelente do Co ₉ S ₈ Eletrodo @NSC. Todos esses resultados revelam uma cinética rápida de Co ₉ S ₈ @NSC que resultou do efeito capacitivo.

De acordo com a Fig. 5a, o Na ⁺ coeficientes de difusão ( D _{Na +} ) pode ser estimado a partir da corrente de pico mais forte ( I _p ) e taxas de varredura ( v ) pela equação de Randles-Sevick [32]:
$$ {I} _p =2,69 \ vezes {10} ^ 5 {n} ^ {3/2} A {D} _ {Na +} ^ {1/2} {v} ^ {1/2} C $$
onde n , A e C representam o número de elétrons transferidos no processo de Na ⁺ intercalação / desintercalação, a área de superfície e a concentração molar de Na ⁺ , respectivamente. O D _{Na +} de Co ₉ S ₈ @NSC é proporcional à inclinação das relações lineares entre I _p e v ^1/2 (Arquivo adicional 1:Figura S7). Como resultado, os valores de inclinação do pico anódico e do pico catódico de Co ₉ S ₈ @NSC são muito positivos e negativos do que os do NSC, respectivamente, o que significa que o D _{Na +} de Co ₉ S ₈ @NSC é muito maior do que NSC no processo de Na ⁺ intercalação / desintercalação. Em detalhes, pode ser atribuído à infiltração favorável de eletrólito e locais ativos muito expostos derivados da maior área de superfície específica de Co ₉ S ₈ @NSC.

Conclusões

Em resumo, uma nova morfologia dupla de Co ₉ S ₈ , contendo nanoesferas ocas e nanofibras, com revestimento N, S co-camada de carbono dopado foi sintetizado com sucesso usando eletrospinning coaxial após sulfurização por método solvotérmico e carbonização. Devido à maior área de superfície específica e revestimento de carbono, Co ₉ S ₈ @NSC pode acomodar a mudança de volume durante o processo de carga / descarga. Mais uniformemente, sites ativos derivados de Co ₉ S ₈ e a posição co-dopada N, S pode não apenas entrar em contato com muito mais eletrólito, mas também acelerar a difusão de Na ⁺ e reação reversível entre Na ⁺ e Co ₉ S ₈ @NSC. Quando aplicado como materiais de ânodo, Co ₉ S ₈ @NSC pode fornecer uma alta capacidade específica reversível de 318 mAh g ⁻¹ após 800 ciclos a 1 A g ⁻¹ com as eficiências coulômbicas permanecendo quase 100%, enquanto a grande área de superfície e os locais abundantes com N, S co-dopados podem levar à excelente capacidade de taxa. O estudo oferece mais possibilidades de sulfetos de cobalto no projeto de materiais anódicos eficazes para SIBs.