1T相MoS2具有金属导电性、丰富的活性中心和高理论容量,是一种很有前途的电化学储能电极材料。然而,由于亚稳态1T相通过再堆叠习惯性地转化为稳定的2H相,在高电流密度下差的倍率容量和循环稳定性阻碍了它们的应用。
近日,山东大学Gang Lian,Mingwen Zhao,Haohai Yu获得一种稳定的缺陷的富1T相MoS2,其表现出超高的倍率容量和可逆性。
文章要点
1)首先,通过原位水热反应将一个关键的多羟基分子(抗坏血酸,AsA)插入相邻的MoS2单层之间,合成了具有交替插入的AsA分子的MoS2,命名为MoS2 /AsA。其次,将前驱体在氩气中800°C退火2 h后,成功获得了单层碳(m-C)交替嵌入的缺陷富1T-MoS2纳米花,命名为富1T-MoS2/m-C。
2)研究发现,OH的掺杂和通过m-C插层的层间膨胀分别有利于富MoS2的形成和稳定。相应的理论研究也证明了OH掺杂对形成1T相MoS2的积极作用,以及可改善Na离子在1T相MoS2中的吸附能和扩散动力学。
3)重要的是,缺陷型富1T-MoS2/m-C纳米花表现出出色储钠性能,包括大比容量(在0.1 A g−1循环80次后,容量为557 mAh g−1),高倍率性能(在10 A g−1循环下,容量为411 mAh g−1),以及长期循环稳定性(在2 A g−1循环1000次后,容量为364 mAh g−1)。相应的全电池也具有良好的循环稳定性。
参考文献
Junwei Sun, et al, Electron-Injection and Atomic-Interface Engineering toward Stabilized Defected 1T-Rich MoS2 as High Rate Anode for Sodium Storage, ACS Nano, 2022
DOI: 10.1021/acsnano.2c03623
https://doi.org/10.1021/acsnano.2c03623