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
具体参数
- 比容量 (0.1 A g⁻¹)
- {'zh': '1172.9', 'en': '1172.9'} mA h g⁻¹
- 比容量 (0.5 A g⁻¹)
- {'zh': '1039.3', 'en': '1039.3'} mA h g⁻¹
- 比容量 (1 A g⁻¹)
- {'zh': '921.6', 'en': '921.6'} mA h g⁻¹
- 比容量 (2 A g⁻¹)
- {'zh': '864.9', 'en': '864.9'} mA h g⁻¹
- 比容量 (5 A g⁻¹)
- {'zh': '696.5', 'en': '696.5'} mA h g⁻¹
- 循环后比容量 (2 A g⁻¹, 100次)
- {'zh': '694', 'en': '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。