球形“花”狀結構MoS2/石墨烯鋰離子電池負極材料及其電化學行為

牟硯圃， 王 叢， 詹 亮， 劉 想， 王艷莉

(華東理工大學, 化學工程聯合國家重點實驗室， 特殊功能高分子材料及其相關技術教育部重點實驗室， 上海200237)

球形“花”狀結構MoS2/石墨烯鋰離子電池負極材料及其電化學行為

牟硯圃， 王 叢， 詹 亮， 劉 想， 王艷莉

(華東理工大學, 化學工程聯合國家重點實驗室， 特殊功能高分子材料及其相關技術教育部重點實驗室， 上海200237)

以氧化石墨烯、鉬酸鈉、硫脲為原料，采用水熱法在240 ℃原位合成MoS2/石墨烯納米復合材料，并考察了其作為鋰離子電池負極材料的電化學性能。結果表明：由片層納米結構自組裝形成球形“花”狀結構的MoS2分散于石墨烯表面；MoS2/石墨烯負極材料，在100 mA/g電流密度下100次循環后，放電容量仍達735.2 mAh/g，并具有良好的大電流倍率性能(375 mAh/g，1 000 mA/g)。該結果應歸因于：合成的MoS2為較薄的片層結構，減小了離子、電子的擴散或遷移路徑；片層結構的MoS2自組裝成球形“花”狀，構筑了豐富的中孔，有利于離子的擴散和存儲，也能抑制材料在充放電過程中的體積膨脹；石墨烯良好的導電性及高比表面積，能有效提高MoS2的充放電速度。

二硫化鉬； 石墨烯； 負極材料； 鋰離子電池

1 前言

混合動力汽車或純電動汽車等對高能量密度、高功率密度鋰離子電池負極材料的強勁需求[1,2]，繼商業化的中間相炭微球(理論容量：372 mAh/g)之后，各種新型負極材料相繼涌現，如金屬氧化物、Si類、Sn類、過渡金屬硫化合物MS2(M=Mo，Ti，V)[3,4]等。其中，二硫化鉬(MoS2)因具有與石墨類似的二維層狀結構[5]，其理論容量高達670 mAh/g[6]，因此成為近期負極材料的研究熱點之一。……