金屬相硫化鉬(1T-MoS2)具有豐富的活性中心、金屬導電性和較高的理論容量,是鈉離子電池(SIBs)的理想電極材料。然而,1T-MoS2在自然條件下的熱力學不穩(wěn)定特性使得其難以直接合成,嚴重阻礙了其進一步的應用。
武漢理工大學麥立強、中國地質大學孫睿敏等采用電子調(diào)制和磷酸鹽自由基穩(wěn)定的策略來構建穩(wěn)定的富1T二硫化鉬(1T-P-MoS2)。研究發(fā)現(xiàn),通過簡單的一步合成工藝將PO43?基團插層到MoS2中,增大了層間距,改善了Na+的插入/脫出動力學。
密度泛函理論(DFT)計算和實驗表明,PO43?插層后能給Mo部分電子,這會引發(fā)Mo 4d軌道的重組,導致MoS2從2H相自發(fā)相變到1T相,從而提高MoS2的電導率。
此外,1T-P-MoS2表現(xiàn)出比原始2H-MoS2(0.75eV)低得多的Na+遷移能壘(0.11eV)。因此,穩(wěn)定的1T-P-MoS2表現(xiàn)出卓越的鈉存儲性能,具有高放電容量(636.2 mAh g?1)、超快充電能力(在40 A g?1下高達277.1 mAh g–1,在25秒內(nèi)放電/充電)和優(yōu)異的循環(huán)性能(在1 A g?1下經(jīng)過300次循環(huán)后高達498.9 mAh g–1)??傮w而言,該工作提供了一種可行的技術解決方案,并深入分析了金屬硫化物電極調(diào)諧的機理。
Electron Modulated and Phosphate Radical Stabilized 1T-Rich MoS2 for Ultra-Fast-Charged Sodium Ion Storage. Advanced Energy Materials 2023. DOI: 10.1002/aenm.202303464
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