AFM：通过层状VS4/SnS@C异质结构的高效截留效应稳定中间相助力超长寿命钾离子电池

钾离子电池（PIBs）由于价格低廉的钾资源和令人满意的电化学性能而受到越来越多的关注。目前，开发理想的负极材料仍然存在挑战。二维金属硫化物作为 PIBs 的负极表现出很高的比容量，但不稳定的反应中间体K_xS_y（K₂S，K₂S₅）的溶解和团聚不可避免地导致活性成分大量损失和反应可逆性差，从而导致寿命缩短。

中南大学纪效波教授、欧星教授将极性多硫化物VS₄引入到SnS纳米片中，并构建了锚定在石墨烯支架中的层状VS₄/SnS异质结构(VS₄/SnS@C)。

在这个框架中，具有不饱和桥接(S₂)^2–的VS₄可以作为锚定位点以稳定中间体 K_xS_y并具有有效的截留效应。此外，异质结构可以保持层状SnS并以高转换可逆性调节K_xS_y的分布。原位 X 射线衍射分析和理论计算证实，反应可逆性和中间体吸收率得到增强。

因此，VS₄/SnS@C电极表现出超长寿命，在1 A g^-1下循环6000次后容量达到 168.4 mAh g^-1。这种异质结构设计策略促进了对K存储机制的理解，并显着增强了反应可逆性，为解决金属硫化物负极开发高性能 PIB 的挑战提供了思路。

图1 VS₄@SnS@C的制备及表征

图2 VS₄@SnS@C复合材料的K⁺存储特性

Stabilizing Intermediate Phases via Efficient Entrapment Effects of Layered VS4/SnS@C Heterostructure for Ultralong Lifespan Potassium-Ion Batteries. Advanced Functional Materials 2021. DOI: 10.1002/adfm.202103802

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