Small Methods：合理设计多孔双金属硫化物/氮掺杂石墨碳复合微球用于钠离子电池负极

层状过渡金属硫化物，如MoS₂、WS₂、FeS₂和SnS₂，由于其独特的层状结构、大的层间距、通过插层、合金化和转化反应获得的高比容量以及较低的加工成本，在世界范围内引起了广泛关注。

然而，由于低电子电导率和重复充放电过程中结构的大体积变化造成电极粉化，从而导致容量快速衰减，阻碍了它们的广泛应用。

韩国清州大学Jae-Kwang Kim、忠北大学Jung Sang Cho等人制备了高导电性3D有序介孔Ni₇S₆-MoS₂/N掺杂石墨碳(NGC)复合材料(P-NiMoS/C)微球作为钠离子电池的负极材料。

图1 制备示意图

合理设计的纳米结构包括稳定的Ni₇S₆和MoS₂相，以及通过聚苯乙烯纳米珠（ϕ=100 nm）热分解产生的外部和内部结构上均匀分布的有序介孔（ϕ=50 nm）。因此，P-NiMoS/C微球在0.5、1、2、4、6、8和10 A g⁻¹的电流密度下可分别提供662、419、373、300、231、181和146 mAh g^-1的初始放电容量。

图2 P-NiMoS/C的形貌及结构表征

此外，P-NiMoS/C在0.5 A g^-1的电流密度下在第150次循环结束时表现出444 mAh g^-1的稳定放电容量，其循环稳定性高于非介孔填充的Ni₃S₂-MoS₂/NGC (F-NiMoS/C)微球和无碳填充的Ni₃S₂-MoS₂/NGC (F-NiMoS)微球。

P-NiMoS/C微球优异的电化学性能归因于Na⁺的快速扩散、长时间循环过程中体积应力的缓解以及NGC更高的电导率，这导致氧化还原过程中的快速电荷转移。该研究的结果可以为开发用于各种应用的多组分、多孔和高导电性阳极提供基础知识。

图3 电化学性能

Rational Design of Perforated Bimetallic (Ni, Mo) Sulfides/N-doped Graphitic Carbon Composite Microspheres as Anode Materials for Superior Na-Ion Batteries. Small Methods 2021. DOI: 10.1002/smtd.202100195

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Small Methods：合理设计多孔双金属硫化物/氮掺杂石墨碳复合微球用于钠离子电池负极

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