【研讨布景】

充电机充电钠离子蓄电池因其明显的本钱优势相比于充电机充电锂离子蓄电池而言有望在大规模储能范畴得到广泛的使用。但是在研制具有高可逆容量，超长循环寿数的高功能充电机充电钠离子蓄电池负极时仍存在巨大的应战。在备受重视的充电机充电钠离子蓄电池负极材猜中，二硫化钼因其共同的二维结构和理论容量高级特色，是极具有潜力的新式负极资料。但是二硫化钼由于资料的导电性和结构的不安稳性导致了复合资料电极的倍率功能和循环安稳性的缺乏，然后约束了该资料的使用。因而经过从分子级别来规划具有安稳结构的二硫化钼复合资料以提高资料的倍率功能和循环安稳性具有至关重要的含义。

【效果简介】

近来，加拿大滑铁卢大学使用纳米资料与清洁动力实验室的陈忠伟教授在先进充电机充电钠离子蓄电池研讨方面获得重要进展并在世界闻名期刊 《Advanced Functional Material》上宣布了题为 Enhanced Reversible Sodium-ion Intercalation by Synergistic Coupling of Few-layered MoS2 and S-doped Graphene的研讨论文。研讨人员初次研制出低层数的二硫化钼-硫掺杂石墨烯纳米片二维复合资料（MoS2/SG）的高容量充电机充电钠离子蓄电池负极。低层数二硫化钼与掺杂在石墨烯上的硫原子之间具有协同耦合作用，使得掺杂硫原子的电子云从SG向MoS2 偏移。该办法经过共价掺杂的硫原子将MoS2和SG这两种二维资料更严密的结合在一同，然后按捺了二硫化钼在钠离子嵌入脱出时导致的结构破坏并提高了资料的导电性，明显提高了复合资料电极的循环寿数及倍率功能。在1A g-1的电流密度下循环充放电1000圈后复合资料电极的可逆容量坚持率仍高达85%。

【图文导读】

图1  MoS2/SG 复合资料的结构示意图

2 MoS2/SG 复合资料的描摹表征

（A）MoS2/SG的SEM图画，

（ B, C, D）MoS2/SG 的 TEM 图画

3  MoS2/SG的结构表征

(A)MoS2/SG 复合结构的HRTEM 图画

(B)MoS2/SG 的XRD 图谱

(C)MoS2/SG 复合资料的EDX Mapping 图画

(D)MoS2/SG 复合资料的 TGA-DTG曲线

4 MoS2/SG 复合资料的电化学表征

(A)MoS2/SG 复合资料电极的CV 测验曲线

(B)MoS2/SG 复合资料电极的充放电测验曲线

(C)MoS2/SG 复合资料电极的循环功能和库伦功率曲线

(D)循环测验后的MoS2/SG 复合资料的描摹及组分表征

5 MoS2/SG复合资料的协同效应示意图

(A)MoS2, SG 和MoS2/SG 的S 2p的中心级XPS光谱

(B)MoS2, SG 和MoS2/SG 的Mo 3d的中心级XPS光谱

(C)MoS2/SG 界面上掺杂硫原子的电子云偏移的示意图

6 MoS2/SG复合资料的长循环和倍率功能

(A)3.0-0.005V 下的MoS2/SG 复合资料电极的长循环测验曲线

(B)3.0-0.4V 下的MoS2/SG 复合资料电极的长循环测验曲线

(C)不同电流密度下的MoS2/SG 复合资料电极的充放电测验曲线

(D)0-0.005V 下的MoS2/SG 复合资料电极的倍率功能

【小结】

该作业的立异之处在于经过从分子级别来规划MoS2/SG 复合资料并将其使用于充电机充电钠离子蓄电池的使用中。使用掺杂硫原子将二硫化钼和硫掺杂石墨烯桥接在一同的办法制备出具有稳健架构的复合资料，明显提高了复合资料的结构安稳性与导电性。这项作业拓宽了规划层状过渡金属氧化物、硫化物等钠离子负极资料的研讨思路。