ENGLISH
合肥研究院
中國科學院
新聞中心
 您現在的位置:首頁 > 新聞中心 > 科研進展
彩票汇在MoS2锂/鈉離子電池電極材料研究方面取得新進展
發表日期: 2020-07-28 作者: 白金
【打印】 關閉

近期,中科院合肥研究院彩票汇功能材料與器件研究部趙邦傳研究員課題組在MoS2/鈉離子電池電極材料性能調控研究方面取得新進展,科研人員通過對材料的形貌進行優化設計,制備了一種高性能的紗球狀MoS2電極材料,相關結果以Yarn ball-like MoS2 nanospheres coated by nitrogen-doped carbon for enhanced lithium and sodium storage performance”爲題發表在Journal of Power Sources  (J. Power Sources 465, 228282 (2020))上。

目前商用主流锂離子電池負極材料石墨和钛酸锂都存在理論比容量低、倍率性能差等缺點,無法滿足人們對高能量/功率密度锂離子電池器件的追求,石墨電極在使用時還存在由于放電電壓過低導致的安全性問題。此外,用作鈉離子電池負極材料時,石墨電極很難與Na+形成穩定的化合物,比容量極低。因此,尋找既能作爲锂離子電池負極又能用作鈉離子電池負極的材料具有重要的意義。過渡金屬二硫族化合物大多具有二維類石墨烯層狀結構和較大的層間距,非常有利于Li+Na+離子在其中的傳輸。以MoS2爲例,其層間距爲6.15當作爲锂電或鈉電負極時,其理論比容量高達670 mAh g-1,在锂電和鈉電領域都具有較大的應用潛力。然而,由于其導電性差且離子嵌入/脫出時體積變化較爲嚴重,影響了它的電化學性能,限制了它的實際應用。

爲此,科研人員采用過程簡單、成本低廉、環境友好的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)輔助水熱法,制備了一種氮摻雜碳包覆的紗球狀MoS2納米結構複合材料MoS2-PVP@NC,該材料用作鈉離子電池負極時,表現出優異的性能,在1 A g-1的電流密度下經過200次循環後的比容量爲410.2 mAh g-1,在10 A g-1大電流密度下比容量爲352.1 mAh g-1。此外,MoS2-PVP@NC也顯示出優異的锂電性能,在1 A g-1電流密度下經過300次循環後其比容量高達607.1 mAh g-1,在10 A g-1大電流密度下的比容量仍能保持在356.0 mAh g-1。研究發現,材料的優異性能主要來源于其紗球狀結構和氮摻雜碳包覆層間的協同作用,紗球狀納米結構可增強材料的結構穩定性,而氮摻雜碳包覆層可進一步改善材料的結構穩定性和導電性,因而MoS2-PVP@NC複合材料能夠表現出優異的锂/鈉存儲性能。

上述工作得到了國家重點研發計劃項目和國家自然科學基金委大科學裝置聯合基金項目的支持。

文章鏈https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0378775320305851接:

1. MoS2-PVP@NC复合材料的合成示意圖。

2. MoS2-PVP@NC複合材料的锂電性能。

3. MoS2-PVP@NC複合材料的鈉電性能。

皖ICP备050001008彩票汇官网 版权所有
彩票汇官网网址:http://www.syyasiman.com
网站地图