MoS₂/TiO₂共价键合复合负极

高倍率下循环稳定

通过Ti–O–S共价键将花状MoS₂与TiO₂纳米片稳定连接，促进反应动力学并缓解堆叠，显著提升锂存储性能。

朱文均 · Keli, Liu · Bofeng, Zhang · Ziming, Wang · 王媛玉

Ceramics International 2024

参数信息

比容量 (0.1 A g⁻¹)

1172.9 mA h g⁻¹

比容量 (0.5 A g⁻¹)

1039.3 mA h g⁻¹

比容量 (1 A g⁻¹)

921.6 mA h g⁻¹

比容量 (2 A g⁻¹)

864.9 mA h g⁻¹

比容量 (5 A g⁻¹)

696.5 mA h g⁻¹

循环后比容量 (2 A g⁻¹, 100次)

694 mA h g⁻¹

技术优势

高倍率下容量高且不掉

TiO₂通过共价键连接MoS₂纳米片，提供了稳定的导电路径并抑制体积变化，即使在5 A g⁻¹下仍能保持696.5 mAh g⁻¹的高比容量。

循环后容量保持率高

引入TiO₂后缓解了MoS₂纳米片的堆叠，使复合物在100次大电流循环后仍保留大量活性位点，容量保持为694 mAh g⁻¹。

结构稳定不易坍塌

花状MoS₂与TiO₂纳米片之间通过Ti–O–S共价键形成强界面结合，确保复合结构在反复充放电中保持完整。

更多的反应活性位点

适量TiO₂掺入后，MoS₂纳米片堆叠得到有效抑制，暴露出更多电化学活性边缘，有利于锂离子存储。

应用场景

• 高容量锂离子电池负极：提供远超石墨的比容量，直接替换现有负极提升能量密度。
• 快充负极材料：高倍率下容量高且循环稳定，适合快充场景。
• 二维复合材料储能：利用二维材料复合策略克服堆叠问题，提升储能性能。
• 固态电池负极：共价键网络结构稳定，可适配固态电解质界面。