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锂电池负极材料辈出 石墨被MoS2“完虐”

导读: 石墨类材料(例如人造石墨,天然石墨,中间相碳微球等)容量已经接近其理论极限(372mAh/g),随着人们对锂离子电池能量密度要求的不断提高,石墨负极被淘汰的命运已经无法避免,先是硅基负极,锡基负极的崛起,现在又蹦出一个MoS2,石墨材料被轮番吊打。

  石墨类材料(例如人造石墨,天然石墨,中间相碳微球等)容量已经接近其理论极限(372mAh/g),随着人们对锂离子电池能量密度要求的不断提高,石墨负极被淘汰的命运已经无法避免,先是硅基负极,锡基负极的崛起,现在又蹦出一个MoS2,石墨材料被轮番吊打,MoS2相比于硅负极,锡负极,只是一个小辈,但是说起吊打石墨可一点不比前辈们差,三个字形容“稳、准、狠”,招招击中要害,今天我们就聊聊MoS2。

  与石墨相比,MoS2具有更高的比容量,纳米结构的MoS2的可逆容量甚至可以达到1290mAh/g ,与Si负极和锡基负极相比,具有更好的循环稳定性和快速充放电的能力,是一种十分具有潜力的锂离子电池负极材料。MoS2是一种过渡金属硫化物,具有非常典型的S-Mo-S三明治结构,即两个硫层夹一个Mo金属层。在层内原子之间靠强的共价键连接在一起,而在层之间则靠相对较弱的范德华力相互连接,这种结构使得锂离子可以快速的嵌入和脱出。MoS2的工作电压范围为0-3.0V,首次充放电时,在1.1V左右会出现一个明显的放电平台,在此时晶体结构会发生改变。在3.0-1.1V的范围内,锂离子可以可逆的嵌入到MoS2晶体内部,这一部分的容量相当于167mAh/g,当锂离子继续嵌入时,材料的电压会进一步下降到1.1V以下,此时MoS2晶体会发生一系列的相变,在0.6V左右,还会出现一个电压平台,关于这个平台所对应的反应,目前大家还有争论。

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