MoS2剝層處理對鎂離子電池電化學性能優化有利

爲了進一步提高現有鎂離子電池的電化學性能，上海工程技術大學李博飛研究者在其電解液中添加適量的鋰鹽，幷對其正極材料——二硫化鉬（MoS2）進行了剝層改性處理。

鎂離子電池是指一種以某些金屬化合物或非金屬氧化物爲正極材料、金屬鎂爲負極材料的儲能電池，因具有較低的生産成本、較高的理論比容量和安全性等優點，而深受廣大儲能研究者的歡迎，有望成爲替代鋰離子電池的重要研究方向。然而，正二價鎂離子（Mg2+）由于有較高的電荷密度，所以導致傳統的插層型正極材料的電化學性能下降。

鎂離子電池的正極材料一般是二硫化鉬。 MoS2是一種比較典型的層狀過渡金屬硫化物，共價鍵合成的S-Mo-S層通過微弱的范德華力堆積在一起，有利于鎂離子在其間進行脫出與嵌入。

爲了解决Mg2+自身特性導致鎂離子電池電化學性能下降和進一步提高層狀MoS2的電化學性能的問題，上海工程技術大學研究者在該電池的電解液——APC溶液中加入了一定比例的氯化鋰（LiCl），幷對MoS2進行液相剝，構建成了新型的鎂鋰雙離子電池體系。相對于現有的鎂電池來說，鎂鋰電池擁有更好的電化學性能和倍率性能。

研究表明，在APC電解液中加入Li+之後，電池的各項電化學性能都發生了不同程度的優化。鎂鋰電池首次放電比容量可達124.9mAh/g，達到最高穩定狀態下所需要的活化反應圈數爲50圈；鎂鋰電池在不斷地循環之後，MoS2的層狀結構中會出現明顯的裂隙，幷伴隨部分碎片的産生，進而能增加MoS2正極與電解液之間的接觸面積，提供更多的離子與正極之間的活化反應位點。此外，剝離後的MoS2正極材料，也使鎂鋰電池的電化學性能得到了一定的提升。

該研究成果已以“Li+ additive accelerated structural transformation of MoS2 cathodes for performance-enhancing rechargeable Mg2+ batteries”爲題發表在了materialstoday上。

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