​江苏大学连加彪AFM：通过对MoS2进行热处理，提高其10倍容量！

钼基材料因其多价性和高比容量而被视为水系锌离子电池（AZIBs）的理想候选材料。然而，MoS₂的结构不稳定性和MoO₂的迟缓反应动力学限制了它们在AZIBs中的进一步发展。

图1. 材料制备及表征

江苏大学连加彪等通过在静态空气中对MoS₂进行热处理，成功制备了带有原位继承硫原子（S-MoO₂）的MoO₂。研究显示，原子尺寸较大的S的引入可以有效地扩大MoO₂的层间距以及氧空位，从而为电荷载流子的存储提供更多的活性位点。

另一方面，继承的S能诱导电子从电负性低的S向电负性高的O重新分配，从而产生内部电场，进而促进电子和电荷载流子的传输。

图2. 电化学性能对比

因此，与MoO₂相比，S-MoO₂电极的容量更高（0.1 A g^-1时为236 mAh g^-1），倍率能力更强（5.0 A g^-1时为105 mAh g^-1）。特别是，S-MoO₂的循环稳定性也非常出色。在2.0 A g^-1下循环2000次后，S-MoO₂电极仍能保持较高的容量（127 mAh g^-1），是MoO₂电极容量（12 mAh g^-1）的10.6倍。

此外，结合原位EQCM和原位XPS/XRD技术，作者在S-MoO₂阴极中发现了高度可逆的H⁺/Zn²⁺共嵌入/脱出行为。这项工作提供了一种简单有效的方法来调节MoO₂的电子和体相结构，并可将其推广到其他电极材料上，从而实现高性能的电化学储能。

图3. 动力学研究

Zinc-Ion and Proton as Joint Charge Carriers of S-MoO2 for High-Capacity Aqueous Zinc-Ion Batteries. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202308834