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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勢相比于充電機充電鋰離子蓄電池而言有望在大規模儲能范疇得到廣泛的使用。但是在研制具有高可逆容量，超長循環壽數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戰。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構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電性和結構的不安穩性導致了復合資料電極的倍率功能和循環安穩性的缺乏，然后約束了該資料的使用。因而經過從分子級別來規劃具有安穩結構的二硫化鉬復合資料以提高資料的倍率功能和循環安穩性具有至關重要的含義。

【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的二硫化鉬-硫摻雜石墨烯納米片二維復合資料（MoS2/SG）的高容量充電機充電鈉離子蓄電池負極。低層數二硫化鉬與摻雜在石墨烯上的硫原子之間具有協同耦合作用，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合在一同，然后按捺了二硫化鉬在鈉離子嵌入脫出時導致的結構破壞并提高了資料的導電性，明顯提高了復合資料電極的循環壽數及倍率功能。在1A g-1的電流密度下循環充放電1000圈后復合資料電極的可逆容量堅持率仍高達85%。

【圖文導讀】

圖1  MoS2/SG 復合資料的結構示意圖

2 MoS2/SG 復合資料的描摹表征

（A）MoS2/SG的SEM圖畫，

（ B, C, D）MoS2/SG 的 TEM 圖畫

3  MoS2/SG的結構表征

(A)MoS2/SG 復合結構的HRTEM 圖畫

(B)MoS2/SG 的XRD 圖譜

(C)MoS2/SG 復合資料的EDX Mapping 圖畫

(D)MoS2/SG 復合資料的 TGA-DTG曲線

4 MoS2/SG 復合資料的電化學表征

(A)MoS2/SG 復合資料電極的CV 測驗曲線

(B)MoS2/SG 復合資料電極的充放電測驗曲線

(C)MoS2/SG 復合資料電極的循環功能和庫倫功率曲線

(D)循環測驗后的MoS2/SG 復合資料的描摹及組分表征

5 MoS2/SG復合資料的協同效應示意圖

(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復合資料的長循環和倍率功能

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

(B)3.0-0.4V 下的MoS2/SG 復合資料電極的長循環測驗曲線

(C)不同電流密度下的MoS2/SG 復合資料電極的充放電測驗曲線

(D)0-0.005V 下的MoS2/SG 復合資料電極的倍率功能

【小結】

該作業的立異之處在于經過從分子級別來規劃MoS2/SG 復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健架構的復合資料，明顯提高了復合資料的結構安穩性與導電性。這項作業拓寬了規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。