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Small Methods：合理設計多孔雙金屬硫化物/氮摻雜石墨碳復合微球用于鈉離子電池負極

層狀過渡金屬硫化物，如MoS₂、WS₂、FeS₂和SnS₂，由于其獨特的層狀結構、大的層間距、通過插層、合金化和轉化反應獲得的高比容量以及較低的加工成本，在世界范圍內引起了廣泛關注。

然而，由于低電子電導率和重復充放電過程中結構的大體積變化造成電極粉化，從而導致容量快速衰減，阻礙了它們的廣泛應用。

韓國清州大學Jae-Kwang Kim、忠北大學Jung Sang Cho等人制備了高導電性3D有序介孔Ni₇S₆-MoS₂/N摻雜石墨碳(NGC)復合材料(P-NiMoS/C)微球作為鈉離子電池的負極材料。

圖1 制備示意圖

合理設計的納米結構包括穩定的Ni₇S₆和MoS₂相，以及通過聚苯乙烯納米珠（?=100 nm）熱分解產生的外部和內部結構上均勻分布的有序介孔（?=50 nm）。因此，P-NiMoS/C微球在0.5、1、2、4、6、8和10 A g^?1的電流密度下可分別提供662、419、373、300、231、181和146 mAh g^-1的初始放電容量。

圖2 P-NiMoS/C的形貌及結構表征

此外，P-NiMoS/C在0.5 A g^-1的電流密度下在第150次循環結束時表現出444 mAh g^-1的穩定放電容量，其循環穩定性高于非介孔填充的Ni₃S₂-MoS₂/NGC (F-NiMoS/C)微球和無碳填充的Ni₃S₂-MoS₂/NGC (F-NiMoS)微球。

P-NiMoS/C微球優異的電化學性能歸因于Na⁺的快速擴散、長時間循環過程中體積應力的緩解以及NGC更高的電導率，這導致氧化還原過程中的快速電荷轉移。該研究的結果可以為開發用于各種應用的多組分、多孔和高導電性陽極提供基礎知識。

圖3 電化學性能

Rational Design of Perforated Bimetallic (Ni, Mo) Sulfides/N-doped Graphitic Carbon Composite Microspheres as Anode Materials for Superior Na-Ion Batteries. Small Methods 2021. DOI: 10.1002/smtd.202100195

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Small Methods：合理設計多孔雙金屬硫化物/氮摻雜石墨碳復合微球用于鈉離子電池負極

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