杨子川项佳楠王霞霞田建华单忠强

(天津大学化工学院,天津 300072)

锂离子电池的传统负极材料是石墨,其具有资源丰富、电导率高及体积变化小等优点,但是它的理论比容量仅为372 mA·h·g-1。近几年的研究热点硅负极材料具有3 580 mA·h·g-1高比容量,而且电压平台低、资源丰富且环境友好,但是本征电导率低、嵌/脱锂过程中体积变化大(～300%)以及首圈库伦效率低等问题限制了其实际应用。MoS2理论比容量约为670 mA·h·g-1,体积膨胀率较低(～103%),而且和碳材具有很好的协同效应,近年来得到许多关注[1-3]。

MoS2本身具有片层结构,存在着不可忽略的体积膨胀。因此,研究人员采用很多方法来改进MoS2的电化学性能。首先是材料的制备方法,采用物理和化学剥离合成MoS2的方法制备规模小且重复性差,化学气相沉积成本又过高[4-6],所以通过湿法化学合成MoS2复合材料,成为改善电极材料性能的重要手段[7-8]。Jiang等[9]利用蔗糖通过水热法,合成了MoS2/C复合材料,调控MoS2/C复合材料的形貌。在200 mA·g-1电流密度下循环150次后,可逆比容量为705 mA·h·g-1。Xu等[10]通过在反应体系中加入氨基葡萄糖,调控MoS2在石墨烯片层上的生长,制备了MoS2/C复合材料,在100 mA·h·g-1的电流密度下循环100次后容量为896 mA·h·g-1。Cai等[11]利用MoO3制备Mo-MOFs,并在反应体系中加入葡萄糖作为碳源,制备了MoS2/C复合材料。在100 mA·h·g-1的电流密度下循环100次后容量约为500 mA·h·g-1。

本研究通过一步水热法将葡萄糖与MoS2复合制备MoS2/C复合材料,方法简单易操作,通过对溶剂组成和碳含量的调控,得到具有多级花状片层结构的MoS2/C复合材料,为锂离子和电子传输提供了更丰富的通道,材料的电化学性能明显改善。……