温州大学研究生(温州大学研究生院)



温州大学研究生,温州大学研究生院

目前锂离子电池由于其高能量密度和优异的循环性能,被广泛的应用在各种电子电器中,但是受锂资源地球储量的限制,亟需寻求新的二次离子电池储存系统。近年来,相比于锂量存储而言,钾由于其更高的存量和更低廉的价格的而备受研究人员的关注。但是,较大钾离子半径限制了电极材料在钾离子电池中的电化学性能,因此,改善和提高二维过渡金属硫族化物(TMD)的电化学反应动力学和固有的较差的导电性对于开发高性能TMD电极材料和新一代能量储存系统具有重要意义。二硫化铼(ReS2),一种具有特殊性质的TMD材料,有着更弱的范德华层间作用力和较大的层间距,作为钾离子电池(PIB)负极材料表现出优异的性能。

然而,目前报道的ReS2电极材料表现出的较差的动力学离子扩散和循环稳定性,尤其是在高电流密度下的电化学性能。为了解决上述关键核心问题,近日,温州大学化材学院碳中和技术创新研究院肖遥团队在国际权威期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》上发表题为“Expanding the ReS2 Interlayer Promises High-Performance Potassium-ion Storage”的研究论文。

图1.EI-ReS2@rGO的制备流程以及原位XRD的机理研究

本文利用二维层状材料的特点,采用二维材料层间距扩大的策略,通过简单的水热法,在还原氧化石墨烯(rGO)表面上合成了扩层的ReS2纳米片所制备的ReS2纳米片的层间距为~ 0.77 nm,远大于扩层前的0.61 nm。采用原位XRD技术研究了ReS2在钾离子电池中的离子存储机制,揭示了钾离子在扩层ReS2中嵌入和转换两种混合的模式。扩层的纳米复合材料在0.05、0.2和1.0 A/g电流密度下表现出432.5、316.5和241 mAh/g的高比容量,并在1A/g的电流密度下,表现出优异的可逆性。总体而言,这种材料局域化学策略也为其他材料的开发应用提供了新的借鉴。

来源:温州大学

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.2c05485

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