【天天新要闻】锂离子电池负极材料领域研究获重要进展

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近日，广州大学化学化工学院教授王家海团队联合香港科技大学教授邵敏华团队在锂离子电池负极材料领域取得重要进展。相关研究发表于Nano Energy。陈辅周博士后为该论文第一作者，王家海教授和邵敏华教授为共同通讯作者，广州大学第一通讯单位。

开发高性能锂离子电池有助于解决过度使用化石能源带来的环境问题。二硫化钼（MoS₂）材料作为一种有前景的锂离子电池负极材料引起了许多学者的重视。作为一种二维过渡金属硫化物，MoS₂较大的层间距有利于锂离子的嵌入，有望实现快速脱嵌锂反应从而提高锂离子电池的整体储锂性能。

然而，MoS₂本身存在电导率低的问题，严重制约其作为锂离子电池负极材料的性能。金属相二硫化钼（1T MoS₂）因其优异的电导率被认为是解决低电导率问题的有效途径之一。然而，苛刻的合成条件和低1T相纯度阻碍了1T MoS₂的开发与应用。

为解决这些问题，研究人员设计了一种新的策略构建高1T相纯度MoS₂。通过Mg插层制备高1T相纯MoS₂材料，Mg作为电子供体嵌入MoS₂层间与S原子形成八面体配位实现高1T相纯度并确保1T相的稳定性。Mg的嵌入提高了MoS₂自身的电导率和离子迁移率从而提升锂离子的储存动力学，最终实现储锂性能的大幅提升。

XRD、XPS和密度泛函理论（DFT）证明了插层Mg与MoS₂层中相邻的硫原子形成八面体配位。Mg作为电子供体，确保了高1T相纯度和1T相稳定性，从而提高了MoS₂电极材料的电子传导率和离子迁移速率，最终保证MoS₂材料优异的储锂性能。

该研究开发的制备高1T相纯度Mg插层MoS₂材料的方法，有望推动锂离子电池负极材料领域高质量发展。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2022.107894