二硫化钼纳米材料在化学电源中的研究进展*
2015-03-21廖振华李学军闫爱华1
黄 飞,赵 辉,冯 昊,廖振华,冉 濛,李学军,齐 敏,闫爱华1,
(1. 中国矿业大学低碳能源研究院,江苏 徐州 221008;2. 中国矿业大学材料科学与工程学院,江苏 徐州 221116)
二硫化钼纳米材料在化学电源中的研究进展*
黄 飞1,2†,赵 辉2,冯 昊2,廖振华2,冉 濛2,李学军2,齐 敏2,闫爱华1,2
(1. 中国矿业大学低碳能源研究院,江苏 徐州 221008;2. 中国矿业大学材料科学与工程学院,江苏 徐州 221116)
具有典型“三明治”二维层状结构的二硫化钼(MoS2),因其良好的双电层存储能力和层间载流子传输特性,使其成为一种理想的化学电源电极材料。本文简要阐述了MoS2材料的结构和性能特点,综述了近五年来其在化学电源应用中的最新研究进展,指出了其在应用中存在的问题与挑战,重点讨论了形貌与尺寸调控及多相复合等解决方法。最后,展望了MoS2纳米材料在化学电源中的发展方向和应用前景。
二硫化钼;纳米材料;化学电源;研究现状
0 引 言
随着传统能源所面临的资源短缺、品质下降和环境污染问题日益突出,开发新型可持续的绿色能源,已经成为我国能源发展战略中的重要组成部分。化学电源是新能源产业革命的核心,有效地解决了新能源的随机性和波动性问题,预计到2020年,国内相关产业的市场规模可达6 000亿元。
MoS2因其特殊的层状结构,具有可变的原子配位和电子结构,电子和晶格振动的简正量子(声子)之间具有很强的相互作用,层间较弱的范德华力有利于轻金属离子(如Li+、Na+、Mg2+等)的嵌入和脱嵌,同时MoS2还具有良好的双电层电荷存储能力,且Mo原子具有从+2价到+6价的氧化态,这些特性决定了其具有较高的理论储锂容量,是一种性能极好的化学电源电极材料,从而被广泛研究[1-5]。……
