鋰離子電池負(fù)極材料領(lǐng)域研究獲重要進(jìn)展

近日，廣州大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院教授王家海團(tuán)隊(duì)聯(lián)合香港科技大學(xué)教授邵敏華團(tuán)隊(duì)在鋰離子電池負(fù)極材料領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。相關(guān)研究發(fā)表于Nano Energy。陳輔周博士后為該論文第一作者，王家海教授和邵敏華教授為共同通訊作者，廣州大學(xué)第一通訊單位。

開發(fā)高性能鋰離子電池有助于解決過度使用化石能源帶來的環(huán)境問題。二硫化鉬（MoS₂）材料作為一種有前景的鋰離子電池負(fù)極材料引起了許多學(xué)者的重視。作為一種二維過渡金屬硫化物，MoS₂較大的層間距有利于鋰離子的嵌入，有望實(shí)現(xiàn)快速脫嵌鋰反應(yīng)從而提高鋰離子電池的整體儲(chǔ)鋰性能。

然而，MoS₂本身存在電導(dǎo)率低的問題，嚴(yán)重制約其作為鋰離子電池負(fù)極材料的性能。金屬相二硫化鉬（1TMoS₂）因其優(yōu)異的電導(dǎo)率被認(rèn)為是解決低電導(dǎo)率問題的有效途徑之一。然而，苛刻的合成條件和低1T相純度阻礙了1TMoS₂的開發(fā)與應(yīng)用。

為解決這些問題，研究人員設(shè)計(jì)了一種新的策略構(gòu)建高1T相純度MoS₂。通過Mg插層制備高1T相純MoS₂材料，Mg作為電子供體嵌入MoS₂層間與S原子形成八面體配位實(shí)現(xiàn)高1T相純度并確保1T相的穩(wěn)定性。Mg的嵌入提高了MoS₂自身的電導(dǎo)率和離子遷移率從而提升鋰離子的儲(chǔ)存動(dòng)力學(xué)，最終實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)鋰性能的大幅提升。

XRD、XPS和密度泛函理論（DFT）證明了插層Mg與MoS₂層中相鄰的硫原子形成八面體配位。Mg作為電子供體，確保了高1T相純度和1T相穩(wěn)定性，從而提高了MoS₂電極材料的電子傳導(dǎo)率和離子遷移速率，最終保證MoS₂材料優(yōu)異的儲(chǔ)鋰性能。

該研究開發(fā)的制備高1T相純度Mg插層MoS₂材料的方法，有望推動(dòng)鋰離子電池負(fù)極材料領(lǐng)域高質(zhì)量發(fā)展。

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