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MoS2復(fù)合陽極容量是石墨的2倍

據(jù)儲(chǔ)能研究者表示,MoS2復(fù)合陽極的存儲(chǔ)容量是石墨的2-3倍,因而顯著提高現(xiàn)有鋰離子電池的續(xù)航能力。MoS2復(fù)合陽極是由二硫化鉬與石墨烯組成的。

MoS2圖片

眾所周知,從移動(dòng)電話到無人機(jī)、電動(dòng)汽車,鋰離子電池?zé)o處不在。鋰離子電池因有綠色環(huán)保、體積小巧、重量輕、無記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn),而從眾多化學(xué)電池中脫穎而出,但這并不意味著該蓄電池沒有任何的不足。鋰離子電池由于能量密度較低和安全隱患較高的原因,未能在航空、航海以及國(guó)防等領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。

作為商業(yè)化鋰離子電池負(fù)極的代表材料,石墨雖有較好的穩(wěn)定性與導(dǎo)電性,但層與層之間不能儲(chǔ)存過多的鋰離子,因而顯著降低電池的容量。正常來說,電極存儲(chǔ)的活性鋰離子數(shù)量越多,電池的容量就越大,而這些鋰離子擴(kuò)散速度越快,電池的效率就越高。

為了緩解石墨負(fù)極儲(chǔ)鋰性能較差的問題,研究者表示可以用MoS2取代石墨陽極。

MoS2是具有天然可調(diào)控帶隙的二維層狀材料,其因獨(dú)特的性質(zhì)而引起科學(xué)研究者的高度關(guān)注,在微電子、光電以及電池等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。

1980年,可充電鋰電池就開始使用了MoS2陽極,能比當(dāng)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)的可充電電池——鎳鎘電池提供更多的電能,且沒有記憶效應(yīng)。而這些優(yōu)點(diǎn)主要源于MoS2的層間距幾乎是石墨層的兩倍,可以容納更多的鋰離子。但是,該鋰電池由于采用了高活性鋰金屬,而極其容易發(fā)生起火爆炸。此外,MoS2電池的循環(huán)性能較差,沒工作幾次容量就嚴(yán)重衰減。因此,人們對(duì)二硫化鉬的商業(yè)興趣大幅減弱。

但最近的研究表明,二硫化鉬與石墨烯復(fù)合陽極材料,能有效彌補(bǔ)石墨低儲(chǔ)荷能力與MoS2差循環(huán)性能的不足。MoS2/石墨烯復(fù)合陽極材料的優(yōu)點(diǎn)有:(1)具有MoS2較強(qiáng)的鋰離子存儲(chǔ)能力與較快的離子擴(kuò)散速率;(2)具有石墨烯非凡的導(dǎo)電性能,能避免早期MoS2電池性能嚴(yán)重退化的問題。

MoS2復(fù)合陽極和MoS2陽極的容量與循環(huán)次數(shù)關(guān)系圖片

總之,今后生產(chǎn)的鋰離子電池若能采用MoS2/石墨烯復(fù)合材料來作為陽極的話,那容量與循環(huán)壽命將能得到大幅度的提升。據(jù)悉,二硫化鉬也能很好地應(yīng)用于鋰空氣電池和鈉離子電池中。

評(píng)論被關(guān)閉。

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