福建物構所優化二硫化鉬鈉離子電池儲鈉材料性能

中國科學院福建物質結構研究所鈉離子電池負極材料研究取得新進展，科學家通過二次硫化和酸刻蝕，有效提高二硫化鉬的導電性，從而增強鈉離子電池的存儲性能。

鈉具有與鋰相似的物理化學性質，且鈉資源豐富，價格低廉，因此鈉離子電池技術受到廣泛關注。研發高性能、穩定的儲鈉材料是鈉離子電池得以實際應用的關鍵。由於高的比容量和類石墨烯的二維片層結構，二硫化鉬（MoS2）在鈉離子存儲方面具有很大的應用潛力。然而，在實際的電池充放電過程中，二硫化鉬片層會相互聚集，進而導致電極材料體積變化和微結構的破壞，最終使得電池表現出差的倍率性能和迴圈穩定性。

中國科學院福建物構所結構化學國家重點實驗室研究員張健領導的無機合成化學團隊與博士張華彬合作，在國家重點研發計畫、國家自然科學基金、中科院戰略性先導科技專項的資助下，採用二次硫化（溶劑熱硫化和高溫煆燒硫化）和酸刻蝕的策略，將鋅、鉬基的沸石型咪唑骨架（HZIF-Zn/Mo）轉變為由鉬缺陷豐富的超薄二硫化鉬納米片組裝的中空的微立方體框架（HMF-MoS2）。作為鈉離子電池負極材料，該材料表現出了較高的可逆容量、優異的倍率性能和迴圈穩定性。

動力學分析結果表明HMF-MoS2的超快鈉離子存儲源於其自身電容性電荷存儲。實驗結果和理論計算表明，大量的鉬缺陷可以有效提高二硫化鉬的導電性，增強二硫化鉬與鈉離子的相互作用，從而提高HMF-MoS2的儲鈉性質。通過缺陷和形態學控制，該工作有助於從分子水準理解二硫化鉬表面的電化學反應，為研究其他過渡金屬硫化物在能源領域方面的應用提供了新的思路。

上述工作發表於ACS Nano, 2019, DOI: 10.1021/acsnano.9b00383。文章的第一作者是在讀博士研究生李揚。

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