倫斯勒大學(xué)機械、航空航天和核工程教授、論文通訊作者Nikhil Koratkar和團(tuán)隊利用二硫化釩(VS2)與二硫化鈦(TiS2)材料來增強鋰電池性能，即其可以在幾分鐘內(nèi)充飽電且保有高容量。這一發(fā)現(xiàn)改善汽車電池、便攜式電子產(chǎn)品的動力以及太陽能存儲方面的多種應(yīng)用。
在這項研究中，Koratkar他們通過用強導(dǎo)電性能的VS2取代鈷氧化物，再一步提高電池的密度和充電速度。然而，由于VS2的不穩(wěn)定性，導(dǎo)致該電池壽命極短。經(jīng)過多年的研究，倫斯勒研究人員終于確定了這種不穩(wěn)定性發(fā)生的原因，并開發(fā)了對抗這種不足的方法。
VS2薄片破裂原因：鋰的插入導(dǎo)致了釩原子間距的不對稱，即佩爾斯畸變(Peierls畸變)。改善方法：在薄片上覆蓋一層納米二硫化鈦涂層(TiS2)（一種不會使Peierls變形的材料）可穩(wěn)定VS2薄片，并改善它們在電池中的性能。TiS2涂層有緩沖層的作用，與VS2材料結(jié)合在一起，提供機械支持。
VS2-TiS2電極可以在高比容下工作，或者在單位質(zhì)量內(nèi)儲存大量電荷。釩和硫的體積和重量都很小，這使得它們能制備出一種高容量小型電池。當(dāng)充電速度加快時，電極容量不會像其他電極那樣明顯下降，能夠保持一個合理的容量，不同于鈷氧化物。該項研究成果于2019年4月16日發(fā)表在《自然通訊》(Nature Communications)上。
在儲能領(lǐng)域上，過渡金屬硫化物除了VS2和TiS2非?！皡柡Α蓖?，還有納米三氧化鎢（WO3）粉末，同樣可以提高鋰電池性能。
