化材学院李静博士在国际权威学术期刊发表研究成果

发布时间:2023-02-22浏览次数:1387

       近日,我院李静博士第一作者,beat365体育官网平台为通讯单位,在材料领域国际顶级期刊《Composites Part B:Engineering》发表其关于钾离子电池负极材料的最新研究成果“Confining MoS2/C nanoparticles on two-dimensional graphene sheets for high reversible capacity and long-life potassium ions batteries”。

研究简介:

MoS2具有类石墨烯的层状结构,是一种典型的二维材料,通常由上下两层硫族原子层和中间的金属原子层(如 Mo、W、Ta 等)构成“三明治”结构,相邻的层之间由微弱的范德瓦尔斯力连接,相较于商业石墨(0.37nm),MoS2的层间距更大(0.65nm)TMDs 的层间距(0.6~0.7 nm),更加有利于钾离子在层间的快速脱嵌,同时伴随着较小的结构形变。得益于其优异的物理、化学性质, MoS2在能源领域表现突出。然而,作为一种半导体材料, 其自身导电性低,削弱了锂离子的快速扩散能力,在持续的充放电过程中,二维材料的体积膨胀大且颗粒易团聚,导致了结构的崩塌和容量的大幅度衰减。



       针对上述问题,李静博士通过简单的“一步氧化还原法”将MoS2纳米颗粒与吡咯碳复合,并分散于石墨烯片层表面(MoS2-C/rGO)。二维结构提供了丰富的离子储存位点,并且抑制了钾离子嵌入/脱出过程中的体积膨胀和团聚,提高MoS2的结构稳定性。而石墨烯和吡咯碳提供了双重保护作用,显著提高材料的导电性。在结构和组分的协同作用下,MoS2作为钾离子电池负极工作时,其比容量和倍率性能显著提升,其在2A/g的电流密度下循环2000圈之后容量仍能维持着162 mAh/g。非原位XPS及SEM的表征,也进一步证明了MoS2在钾离子嵌入/脱出过程中的可逆性及稳定性。该工作为设计新型钾离子电池负极提供了一条新思路,有助于推动钾离子电池的发展。


期刊简介:

《Composites Part B:Engineering》由Elsevier出版社出版,是一本聚焦材料科学与工程技术的国际顶级期刊,已被SCI收录,中科院1区,影响因子:11.322。

                                                                                           (文图/李静 初审/李宏林 终审/王小东)