多金属氧酸盐(POMs)是一种纳米级金属氧簇类化合物,具有较高的理论容量、多电子氧化还原和优异的电子存储能力等特点,已成为锂离子电池中的研究热点。基于此沙靖全课题组通过合成CoS2/MoS2异质结构来增加MoS2的边缘位点的活性,选择具有多电子转移能力的Keggin型多酸[PMo12O40]3-(PMo12)来增加MoS2的活性位点,最后选择具有高导电性和高比表面积的带正电的聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)修饰还原氧化石墨烯(rGO)作为载体,PDDA作为“胶”分子与带负电的POMs发生静电作用,极大的提高了纳米复合材料的稳定性。
基于此,本文成功构建了CoS2/MoS2/PDDA-rGO/PMo12纳米复合材料,在作锂离子电池负极材料时,表现出较高的比容量和优异的循环性能(初始比容量为1055 mA h g-1,在100 mA g-1电流密度下循环150次后比容量保持在740 mA h g-1),优于MoS2、MoS2/PDDA-rGO、CoS2/MoS2和CoS2/MoS2/PDDA-rGO在循环150后的比容量(分别为201、421、518和589 mA h g-1)。该纳米复合材料优异的性能得益于CoS2/MoS2异质结丰富的电荷存储能力、PDDA-rGO的高导电性、PMo12的多电子转移能力以及各组分之间协同效应。
在这项工作中,作者提出了一种MoS2基复合材料在提高锂离子电池性能方面的协同策略,为其他基于MoS2的高效储锂电极材料提供了新的思路和科学依据。
Qian Li, Mingqi Xu, Tong Wang, Haijun Wang, Jingwen Sun, Jingquan Sha
Chemistry – A European Journal
DOI: 10.1002/chem.202200207