鋰離子電池負極材料領域研究獲重要進展

近日，廣州大學化學化工學院教授王家海團隊聯(lián)合香港科技大學教授邵敏華團隊在鋰離子電池負極材料領域取得重要進展。相關研究發(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極材料引起了許多學者的重視。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，有望實現(xiàn)快速脫嵌鋰反應從而提高鋰離子電池的整體儲鋰性能。

然而，MoS₂本身存在電導率低的問題，嚴重制約其作為鋰離子電池負極材料的性能。金屬相二硫化鉬（1TMoS₂）因其優(yōu)異的電導率被認為是解決低電導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)與應用。

為解決這些問題，研究人員設計了一種新的策略構(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自身的電導率和離子遷移率從而提升鋰離子的儲存動力學，最終實現(xiàn)儲鋰性能的大幅提升。

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率和離子遷移速率，最終保證MoS₂材料優(yōu)異的儲鋰性能。

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

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