一種由純金屬二硫化鉬制成的新型多孔納米管結構,被用于基礎電化學研究中,作為鋰離子電池陽極材料表現出了優異的性能。
二硫化鉬(MoS2)是電化學研究中的一種常用材料,例如在鋰離子電池中,因其半導體三方2H相帶來的高理論容量已被徹底探索。 然而,該相的固有電導率偏低,并且二硫化鉬的結構在電池充放電循環過程中易于分解。 因此目前研究中常用其與導電碳材料復合來提高電池性能,但是這種做法會大大增加成本,同時還面臨著電解質消耗以及MoS2與鋰反應的問題。
由于具有更高的固有電導率和更多的插入位置,MoS2的金屬相目前正在進行其作為陽極材料的探索性研究,希望通過對它的研究來促進鋰離子電池的充電速率和循環性能,并消除電池對更多導電添加劑的需求。 MoS2的金屬相在自然界中很少見,金屬相屬于亞穩態,近期試圖制造它們所用的溶劑熱實驗法都使用了添加劑或者底物。 更為傳統的制備方法是使用堿金屬嵌入和剝離,在工業生產中這可能是一種復雜而且危險的方法。
美國東北大學機械工業工程系的一個研究小組日前創建了一個由純金屬相MoS2 制成的多孔納米管電極。 他們使用陽極氧化鋁納米管對該陽極材料進行模板化制作:2D金屬MoS2納米片可以垂直排列,進而在管內形成中空多孔結構,然后再將其蝕刻掉。?
金屬MoS2的納米片排列成多孔納米管結構,這種結構可以在鋰離子電池中作為陽極應用時為電解質提供優異的擴散通路。 同時金屬結構也為鋰擴散提供了更多的嵌入位點。
這種新型結構能夠實現有效的電解質擴散并具有較短的離子路徑,從而使鋰離子電池具有更好的倍率性能。 同時,它還顯示出更高的電化學穩定性,電池在空氣中運行超過120天而沒有出現常見的重疊堆積問題,這些問題通常在MoS2從亞穩金屬相轉變成不太有用的半導體相時出現。
具有新型陽極材料的電池在350次循環之后,能夠在5A/g的電流密度下達到1100mAh/mg的容量,容量輕易的就超過目前商用的石墨陽極的372mAh/mg。
這項被Advanced Energy Materials雜志封面著重強調的工作中,首次使用了循環伏安法來識別MoS2金屬相的特征氧化峰,這意味著這些結構不僅在電池應用方面具有競爭力, 同時也可用于金屬MoS2的基礎電化學研究。
化學慧定制合成事業部摘錄
化學慧納米材料系列產品
- 高品質石墨烯
- 氮摻雜石墨烯粉末
- 羧基化石墨烯
- 氨基化石墨烯
- 氟化石墨烯
- 咪唑修飾石墨烯
- 負載金屬石墨烯
- 磁性石墨烯
- 石墨烯電鏡載網
- 氧化石墨烯電鏡載網
- 進口石墨烯套裝
- 工業級石墨烯
- 石墨烯海綿
- 石墨烯膜
- 氧化石墨烯膜
- 氧化石墨
- 石墨粉
- 石墨化炭黑
- 石墨烯表面修飾服務
- 改性石墨烯納米片
- CVD石墨烯
- 機械剝離 石墨烯