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在現實電池中實現高能量密度和長循環壽命仍然是一個未滿足的需求，這引發了對新電極材料以及新存儲機制的發現的研究。基于S-S鍵轉化化學的有機硫化物R-S_n-R（n=3-6）作為一種新型可充鋰電池正極材料，具有諸多優勢和廣闊前景；然而，較差的電/離子導電性和緩慢的氧化還原動力學是其應用的主要障礙。

鄭州大學付永柱、郭瑋等報道了通過引入在還原氧化石墨烯上生長的1T MoS₂與苯基四硫化物（Ph-S₄-Ph，PTS，理論比容量為570 mAh g^-1）雜交的有機-無機混合正極（PTS@MSGC），提高了電池性能。

圖1 PTS的氧化還原反應

1T MoS₂@rGO/CNTs基體不僅可以吸附可溶性PTS和放電產物，還可以催化活性材料的電化學轉化。由于基體的眾多優點，Li-PTS@MSGC電池在0.5 C下可提供524 mAh g^-1的高可逆比容量，電池在950次循環后仍可保持69.8%的容量。

紐扣電池可以在9.30 mg cm^-2高PTS負載和0.1 C下以446 mAh g^-1的高容量運行。電極中的PTS含量為 81.8 wt%，碳含量僅為15.6 wt%。

圖2 紐扣電池性能

為滿足現實但具有挑戰性的條件，具有高活性材料負載（6.2 mg cm^-2）和低E/PTS比（2.5 uL mg^-1）的軟包電池在0.1 C下可提供330 mAh g^-1的比容量，循環100次后仍保持256 mAh g^-1。它顯示出336.2 Wh kg^-1的初始比能量和100次循環后258.9 Wh kg^-1的可逆比能量。即使在E/PTS比為 0.7 uL mg^-1的極端條件下，電池仍然可以工作 10個循環。

同時，作者對MoS₂相變進行了系統研究，發現動態的1T-2H混合相可以促進電子的躍遷，降低電阻，促進電化學反應。有機-無機混合正極為設計電池系統提供了新的視野，同樣的方法可以應用于其他無機成分，包括單一過渡金屬原子、金屬硫化物和金屬氧化物。

圖3 軟包電池性能

Dynamic 1T-2H Mixed-Phase MoS2 Enables High-Performance Li-Organosulfide Battery. Small 2021. DOI: 10.1002/smll.202105071

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鄭大付永柱/郭瑋Small：動態混合相MoS2使高性能鋰有機硫化物電池成為可能

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