(a)基于二硫化鉬/碳納米復(fù)合負(fù)極材料的鈉型雙離子電池的充放電機(jī)理示意圖；(b)該電池的循環(huán)性能圖。

近日，我國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院集成所功能薄膜材料研究中心研究員唐永炳及其研究團(tuán)隊(duì)，成功研發(fā)出一種基于二硫化鉬/碳納米復(fù)合負(fù)極材料的鈉型雙離子電池。相關(guān)研究成果以Penne-LikeMoS2/CarbonNanocompositeasAnodeforSodium-Ion-BasedDual-IonBattery為題，在線發(fā)表在Small上。

鋰離子電池已廣泛應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備、電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能設(shè)備等領(lǐng)域。但由于鋰離子電池的大規(guī)模應(yīng)用加之鋰資源的匱乏和分布不均，使鋰離子電池成本日益攀升，難以滿足未來能源存儲(chǔ)的低成本、長循環(huán)壽命、安全可靠等要求。鈉與鋰有相似的物理化學(xué)性質(zhì)，且儲(chǔ)量豐富、成本較低，使得基于鈉離子的二次電池體系的研究近年來受到廣泛關(guān)注。然而鈉離子半徑較大，導(dǎo)致Na+在電極材料中擴(kuò)散緩慢，從而影響電池的倍率性能和循環(huán)性能。

為改善鈉離子電池的倍率性能和循環(huán)性能，唐永炳研究團(tuán)隊(duì)成員朱海莉、張帆等成功研發(fā)出一種基于二硫化鉬/碳納米復(fù)合負(fù)極材料的鈉型雙離子電池。該電池采用膨脹石墨作為正極材料，具有分級結(jié)構(gòu)的MoS2/C納米復(fù)合材料作為負(fù)極材料。由于這種具有分級結(jié)構(gòu)的MoS2/C具有更寬的晶體片層間距，有利于提高Na+在其中的離子擴(kuò)散速率，且碳層的引入提高了材料的電導(dǎo)率，使基于該MoS2/C納米復(fù)合材料的鈉型雙離子電池具有良好的倍率性能和循環(huán)性能。結(jié)果表明，該電池在1.0-4.0V的電壓區(qū)間，2C的電流密度下循環(huán)200圈后容量保持率為85%。這種新型鈉離子電池在低成本、環(huán)保大規(guī)模儲(chǔ)能領(lǐng)域，如清潔能源、智能電網(wǎng)等具有潛在的應(yīng)用前景。