层状二硫化钼(MoS2)由于其二维分层结构,超薄厚度,较大的层间距离,可调节的带隙以及形成不同晶体结构的能力,近年来引起了广泛的研究兴趣。这些特殊的特性和高各向异性使MoS2广泛应用于能量存储和收集。近日,新加坡科技设计大学Yang Hui Ying等人系统全面地介绍了MoS2及其复合物。详细概述MoS2基复合材料的各种合成方法及其在能量存储设备(锂离子电池,钠离子电池,锂硫电池和超级电容器)中的应用。并基于相关工作和其他小组的最新研究,为MoS2在储能领域的进一步研究和开发利用提供了重要而全面的指导。
文章要点:
1)详细概述了MoS2基复合材料的各种合成方法包括:自上而下的机械/化学剥离法;基于超声辅助剥离(在溶剂或水溶液中)以及随后的离心分离的液相剥离法;水热/溶剂热方法(将Mo和S的前体溶液转移到衬有特氟龙的不锈钢高压釜中,该高压釜被密封并在中等温度下加热);不需要超高真空环境的化学气相沉积法以及采用化学修饰方法(原子掺杂,缺陷工程和复合材料设计)。
2)介绍了二维硫化钼在储能中的应用,包括:锂离子电池 (LIBs) ,钠离子电池(SIBs),锂硫电池(LSBs),超级电容器和其他电池。
3)基于合成与应用,提出了一些改进方法,首先基于1T相的MoS2电极具有金属性,从而具有优越的导电性,应被重视,其次通过化学掺杂方法改性MoS2,仍然很难进一步提高成品MoS2材料的产量和比例,因此,需要更多地关注化学掺杂剂的稳定作用,优化合成策略。此外,得益于不断发展的技术,最先进的原位表征技术不断涌现,人们可以通过它有效地探测主体离子与客体离子之间的原子相互作用,并在微观水平上观察相变,充电和放电。最后,微观3D结构确实可以改善电池的性能,如果研究能够通过3D打印等其他技术来设计内部包含微观3D结构的宏观3D结构,则可能会取得更好的效果。
Xue Liang Li, et al,. Controllable synthesis of 2D Molybdenum disulfide (MoS2) for energy storage applications, ChemSusChem, 2020
DOI:10.1002/cssc.201902706
http://dx.doi.org/10.1002/cssc.201902706