锂离子电池二硫化钼基负极材料研究进展

锂离子电池以其便携、无记忆效应、循环寿命长等特点广泛应用于移动电子设备、电动汽车等领域。负极材料的改进是制备新型高性能锂离子电池的重要环节。具有类石墨烯结构的二硫化钼是极具发展潜力的锂离子电池用负极材料。但纯二硫化钼导电性差、充放电过程中体积膨胀率高,导致其可逆容量低、容量保持率差。复合化与纳米化是解决上述问题的有效途径。综述了近年来用于锂离子电池负极材料的二硫化钼基复合材料研究进展,重点介绍了二硫化钼/碳和二硫化钼/过渡金属化合物体系的形貌特征、比容量、循环稳定性等,并对二硫化钼基负极材料的发展趋势进行了展望。     

近球形MoS2负极材料的强化水热合成与电化学性能

分别以钼酸铵和硫脲为钼源和硫源，在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)软模板作用下，采用强化水热法在较短时间内制备出了近球形纯MoS2粉体材料。通过X射线衍射(XRD)、钨灯丝扫描电镜(SEM)、场发射扫描电镜(FESEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)，X射线光电子能谱(XPS)等表征方法，研究了近球形纯MoS2材料的微观形貌、晶体结构、元素组成及表面价态。结果表明：所制备得到的MoS2材料为由片状二硫化钼所构成的球体，尺寸为150nm左右，经过500℃加热处理2h后，微观形貌不变。经过恒流充放电测试，其在500mA/g的电流密度下，加热处理前的MoS2材料首次放电比容量高达874.7mAh/g，但存在较大的容量衰减，其循环充放电100次后容量保持率仅为53.3%，并且其首次充放电库伦效率仅为68.88%，直到第47次充放电时才稳定在100％；而经过500℃加热处理2h后的MoS2材料充放电的容量损失较小，循环稳定性增强，经过100次充放电后容量达571.3 mAh/g，容量保持率为83.2％，且库伦效率一直为100％稳定不衰减。加热处理后性能提升的原因一方面在于材料中残留氧化钼挥发，材料内部出现部分空隙，从而增大了活性物质与电解液的接触面积。另一方面加热处理提高了材料的结晶性，可以稳定MoS2的晶体结构，抑制嵌锂-脱嵌过程中的体积膨胀问题。