據(jù)悉，中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所功能材料研究員趙邦傳課題組在MoS2鋰離子電池（LIBs）電極材料研究方面的最新進展，相關研究結果分別發(fā)表在ChemElectroChem，Nanoscale，Small 上。
此前，市場化石墨負極材料由于理論比容量（372 mAh/g）較低，無法滿足人們對電池能量和功率密度的需求，而且倍率性能較差，不能很好地匹配正極材料以獲得最佳的電化學性能。另外，石墨極低的工作電壓使LIBs工作時存在較大的安全隱患。因此，探索綜合性能較高的負極材料成為當前鋰電研究領域的一個熱點。
作為二維材料的典型代表，MoS2具有類似石墨烯的層狀結構和高理論比容量 （669 mAh/g），被眾多人認為是下一代理想型的鋰離子電池負極材料。不過，MoS2作為LIBs負極材料也存在一定的缺陷，如因材料導電性不好引起的倍率性能不佳、循環(huán)過程中因體積變化大引起穩(wěn)定性能差等。
為解決上述問題，課題組利用金屬鈷單質對MoS2材料進行了改性，獲得了具有較好電化學性能的MoS2/Co復合材料。實驗表明，MoS2/Co復合材料在2 A/g電流密度下容量仍可保持在700 mAh/g以上，研究結果發(fā)表在ChemElectroChem 上。
為進一步提高電極的循環(huán)穩(wěn)定性，采用V4C3MXene (邁科烯)和MoS2進行復合，并結合碳包覆工藝制備了V4C3-MXene/MoS2/C復合材料，由于V4C3-MXene可有效增強材料的導電性和電極結構的穩(wěn)定性，碳包覆可進一步穩(wěn)定材料的結構并增大材料的比表面積，從而顯著改善了電極材料的電化學性能，V4C3-MXene/MoS2/C電極在1 A/g電流密度下經(jīng)450次循環(huán)后其容量可達到600 mAh/g左右，即使在10 A/g的電流密度情況下，容量仍能保持在500 mAh/g左右，相關結果發(fā)表在Nanoscale上。
與上述2H相MoS2相比，1T相MoS2在導電性和層間距上具有一定優(yōu)勢，但由于1T相MoS2的制備過程復雜，且產(chǎn)品不穩(wěn)定的缺點。研究人員采用葡萄糖輔助水熱法合成了具有少層結構的1T相MoS2與碳復合的1T-MoS2/C材料，該MoS2復合材料在1A/g電流密度下初始比容量為920.6 mAh/g，經(jīng)300次循環(huán)容量為870mAh/g，在10A/g大電流密度下比容量仍能保持在600 mAh/左右，表現(xiàn)出較為優(yōu)異的循環(huán)和倍率性能，相關結果發(fā)表在Small上。
