张海娇教授课题组在低维能源纳米材料方面取得新进展

发布时间:  2019/09/23  许毅   浏览次数:   返回




张海娇教授课题组在低维能源纳米材料方面取得新进展



近日,环化学院张海娇教授课题组在能源纳米材料领域的国际高水平期刊《Nano Energy》(纳米能源,影响因子:15.548)上发表题为《Three-dimensional MoS2/carbon sandwiched architecture for boosted lithium storage capability》的研究论文,硕士生吴程昊为第一作者,张海娇教授为通讯作者,上海大学为第一通讯作者单位。




随着能源短缺和环境问题等的日益显著,锂离子电池成为主要的能量存储器件。二硫化钼层状材料在高能量密度锂电池中具有重要的研究意义,但该类材料普遍导电性差且存在较大的体积膨胀效应,从而导致电极结构的不稳定和循环寿命的快速衰减。虽然传统意义上的单层碳包覆可提高电极材料的电导性和结构稳定性,但裸露的那部分,仍然是不理想的。针对以上关键问题,张海娇教授课题组通过合理的实验设计和优化,在聚吡咯衍生的碳纳米管上生长二硫化钼纳米片的同时,成功实现了外层碳的均匀连续包覆,从而可获得电化学性能优异的氮掺杂的二硫化钼/碳三明治型复合纳米材料PCN@MoS2@C。该中空管状结构可有效地缓冲锂离子脱嵌过程中导致的体积膨胀;更重要的是,具有扩大层间距(0.98 nm)的超薄MoS2纳米片被限域在两个不同的导电碳层之间,提高离子传输和电导的同时,也稳定了电极的结构。实验结果和密度泛函理论计算表明,这种独特三明治型新颖结构的构筑,有效提升了锂离子在多次充放电过程的反应动力学,从而获得了优异的储锂性能。


该工作由上海大学、澳大利亚皇家墨尔本理工大学和东华大学共同合作完成,得到了国家自然科学基金委、上海市教委和科委等的资助和支持。


论文链接:https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2019.104061







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