聚吡咯硫空位VS₂负极

823 mAh g⁻¹ 高容量

聚吡咯插层与硫空位协同，增宽层间距并优化锂离子传输，循环稳定性提升。

Xu, Le · Wu, Wang · Shuhai, Zhao · 刘成 · Deng, Chang · Yu, Zhendong · Sun, Xiaojun · 王琳琳 · 陈庐阳 · 朱文帅

Journal of Energy Storage 2026

具体参数

比容量（200 次循环后，0.2 A g⁻¹）

822 mAh g⁻¹

比容量（1000 次循环后，1 A g⁻¹）

561 mAh g⁻¹

层间距

9.7 Å

原始层间距

5.6 Å

禁带宽度（改性后）

0 eV

原始禁带宽度

0.417 eV

锂离子扩散能垒（改性后）

0.80 eV

原始锂离子扩散能垒

1.01 eV

技术优势

层间距大幅拓宽

预插层的 NH₃ 将 VS₂ 层间距从 5.6 Å 扩大到 9.7 Å，使吡咯单体能够顺利进入层间进行原位聚合。

导电性提升

聚吡咯与 VS₂ 形成有机-无机界面电场，促进电荷转移，同时硫空位协同优化电子结构，使禁带宽度从 0.417 eV 降至 0 eV。

锂离子迁移更快

DFT 计算表明，层间聚吡咯和硫空位降低了锂离子扩散能垒，从 1.01 eV 降至 0.80 eV，同时增强了吸附能。

循环稳定

得益于多级结构调控，复合负极在 1 A g⁻¹ 下循环 1000 次后仍保持 561 mAh g⁻¹，容量衰减极小。

应用场景

• 高容量锂电负极：代替传统石墨负极，提高单体电芯能量密度。
• 快充锂离子电池：层间距拓宽和硫空位降低离子扩散能垒，支持大倍率快充。
• 高比能固态电池负极：层状结构可适应固态电解质界面，提供高比容量负极选择。
• 层状硫化物储能材料：通过插层和缺陷工程展示层状硫化物负极性能提升的通用策略。