MoS2复合阳极容量是石墨的2倍

据储能研究者表示,MoS2复合阳极的存储容量是石墨的2-3倍,因而显著提高现有锂离子电池的续航能力。,MoS2复合阳极是由二硫化钼与石墨烯组成的。

MoS2图片

众所周知,从移动电话到无人机、电动汽车,锂离子电池无处不在。锂离子电池因有绿色环保、体积小巧、重量轻、无记忆效应等优点,而从众多化学电池中脱颖而出,但这并不意味着该蓄电池没有任何的不足。锂离子电池由于能量密度较低和安全隐患较高的原因,未能在航空、航海以及国防等领域中广泛应用。

作为商业化锂离子电池负极的代表材料,石墨虽有较好的稳定性与导电性,但层与层之间不能储存过多的锂离子,因而显著降低电池的容量。正常来说,电极存储的活性锂离子数量越多,电池的容量就越大,而这些锂离子扩散速度越快,电池的效率就越高。

为了缓解石墨负极储锂性能较差的问题,研究者表示可以用MoS2取代石墨阳极。

MoS2是具有天然可调控带隙的二维层状材料,其因独特的性质而引起科学研究者的高度关注,在微电子、光电以及电池等领域具有重要的应用前景。

1980年,可充电锂电池就开始使用了MoS2阳极,能比当时标准的可充电电池——镍镉电池提供更多的电能,且没有记忆效应。而这些优点主要源于MoS2的层间距几乎是石墨层的两倍,可以容纳更多的锂离子。但是,该锂电池由于采用了高活性锂金属,而极其容易发生起火爆炸。此外,MoS2电池的循环性能较差,没工作几次容量就严重衰减。因此,人们对二硫化钼的商业兴趣大幅减弱。

但最近的研究表明,二硫化钼与石墨烯复合阳极材料,能有效弥补石墨低储荷能力与MoS2差循环性能的不足。MoS2/石墨烯复合阳极材料的优点有:(1)具有MoS2较强的锂离子存储能力与较快的离子扩散速率;(2)具有石墨烯非凡的导电性能,能避免早期MoS2电池性能严重退化的问题。

MoS2复合阳极和MoS2阳极的容量与循环次数关系图片

总之,今后生产的锂离子电池若能采用MoS2/石墨烯复合材料来作为阳极的话,那容量与循环寿命将能得到大幅度的提升。据悉,二硫化钼也能很好地应用于锂空气电池和钠离子电池中。

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