近日，我院李静博士第一作者，巢湖学院为通讯单位，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）