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【研討布景】

充電機充電鈉離子蓄電池因其明顯的本錢優(yōu)勢相比于充電機充電鋰離子蓄電池而言有望在大規(guī)模儲能范疇得到廣泛的使用。但是在研制具有高可逆容量，超長循環(huán)壽數(shù)的高功能充電機充電鈉離子蓄電池負極時仍存在巨大的應(yīng)戰(zhàn)。在備受重視的充電機充電鈉離子蓄電池負極材猜中，二硫化鉬因其共同的二維結(jié)構(gòu)和理論容量高級特色，是極具有潛力的新式負極資料。但是二硫化鉬由于資料的導(dǎo)電性和結(jié)構(gòu)的不安穩(wěn)性導(dǎo)致了復(fù)合資料電極的倍率功能和循環(huán)安穩(wěn)性的缺乏，然后約束了該資料的使用。因而經(jīng)過從分子級別來規(guī)劃具有安穩(wěn)結(jié)構(gòu)的二硫化鉬復(fù)合資料以提高資料的倍率功能和循環(huán)安穩(wěn)性具有至關(guān)重要的含義。

【效果簡介】

近來，加拿大滑鐵盧大學使用納米資料與清潔動力實驗室的陳忠偉教授在先進充電機充電鈉離子蓄電池研討方面獲得重要進展并在世界聞名期刊 《Advanced Functional Material》上宣布了題為 Enhanced Reversible Sodium-ion Intercalation by Synergistic Coupling of Few-layered MoS2 and S-doped Graphene的研討論文。研討人員初次研制出低層數(shù)的二硫化鉬-硫摻雜石墨烯納米片二維復(fù)合資料（MoS2/SG）的高容量充電機充電鈉離子蓄電池負極。低層數(shù)二硫化鉬與摻雜在石墨烯上的硫原子之間具有協(xié)同耦合作用，使得摻雜硫原子的電子云從SG向MoS2 偏移。該辦法經(jīng)過共價摻雜的硫原子將MoS2和SG這兩種二維資料更嚴密的結(jié)合在一同，然后按捺了二硫化鉬在鈉離子嵌入脫出時導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)破壞并提高了資料的導(dǎo)電性，明顯提高了復(fù)合資料電極的循環(huán)壽數(shù)及倍率功能。在1A g-1的電流密度下循環(huán)充放電1000圈后復(fù)合資料電極的可逆容量堅持率仍高達85%。

【圖文導(dǎo)讀】

圖1  MoS2/SG 復(fù)合資料的結(jié)構(gòu)示意圖

2 MoS2/SG 復(fù)合資料的描摹表征

（A）MoS2/SG的SEM圖畫，

（ B, C, D）MoS2/SG 的 TEM 圖畫

3  MoS2/SG的結(jié)構(gòu)表征

(A)MoS2/SG 復(fù)合結(jié)構(gòu)的HRTEM 圖畫

(B)MoS2/SG 的XRD 圖譜

(C)MoS2/SG 復(fù)合資料的EDX Mapping 圖畫

(D)MoS2/SG 復(fù)合資料的 TGA-DTG曲線

4 MoS2/SG 復(fù)合資料的電化學表征

(A)MoS2/SG 復(fù)合資料電極的CV 測驗曲線

(B)MoS2/SG 復(fù)合資料電極的充放電測驗曲線

(C)MoS2/SG 復(fù)合資料電極的循環(huán)功能和庫倫功率曲線

(D)循環(huán)測驗后的MoS2/SG 復(fù)合資料的描摹及組分表征

5 MoS2/SG復(fù)合資料的協(xié)同效應(yīng)示意圖

(A)MoS2, SG 和MoS2/SG 的S 2p的中心級XPS光譜

(B)MoS2, SG 和MoS2/SG 的Mo 3d的中心級XPS光譜

(C)MoS2/SG 界面上摻雜硫原子的電子云偏移的示意圖

6 MoS2/SG復(fù)合資料的長循環(huán)和倍率功能

(A)3.0-0.005V 下的MoS2/SG 復(fù)合資料電極的長循環(huán)測驗曲線

(B)3.0-0.4V 下的MoS2/SG 復(fù)合資料電極的長循環(huán)測驗曲線

(C)不同電流密度下的MoS2/SG 復(fù)合資料電極的充放電測驗曲線

(D)0-0.005V 下的MoS2/SG 復(fù)合資料電極的倍率功能

【小結(jié)】

該作業(yè)的立異之處在于經(jīng)過從分子級別來規(guī)劃MoS2/SG 復(fù)合資料并將其使用于充電機充電鈉離子蓄電池的使用中。使用摻雜硫原子將二硫化鉬和硫摻雜石墨烯橋接在一同的辦法制備出具有穩(wěn)健架構(gòu)的復(fù)合資料，明顯提高了復(fù)合資料的結(jié)構(gòu)安穩(wěn)性與導(dǎo)電性。這項作業(yè)拓寬了規(guī)劃層狀過渡金屬氧化物、硫化物等鈉離子負極資料的研討思路。