AEM：N掺杂石墨烯的界面工程助力层膨胀MoS2储钠容量接近理论值和超高倍率

二硫化钼（MoS₂）具有670 mAh g⁻¹的高理论容量，具有极大的储钠潜力，然而由于其电导率低、电化学动力学慢以及结构稳定性差等缺点，使得实际储钠容量很难实现理论值。研究表明，除了提高电导率外，增加层间距是提高MoS₂电化学动力学和结构稳定性的另一有效途径。

近日，哈尔滨工程大学范壮军教授，Tong Wei，新疆大学Su Zhang报道了一种新的界面工程策略，用于在N掺杂的石墨烯“平台”上生长层间扩展的MoS₂纳米花（E-MoS₂/NG）。

文章要点

1）氧化石墨烯（GO）上的聚苯胺（PANI）将表面电荷从负电荷转换为正电荷，从而导致Mo₇O₂₄^6-阴离子的静电吸附，成为生长MoS₂的“种子”。 MoS₂与N掺杂石墨烯之间通过Mo-N键的强界面相互作用导致了较快的电荷转移动力学和较强的锚定效应。此外，具有层间膨胀结构的超薄MoS₂纳米片有利于实现结构的稳定性和层间离子的快速迁移。

2）由于上述优点，E-MoS₂/NG在0.1 A g⁻¹下具有620 mAh g⁻¹的高容量，在50 A g⁻¹下具有200 mAh g⁻¹的超高倍率容量，以及在1 A g⁻¹下1000次循环后的390 mAh g⁻¹的优异循环稳定性（容量保持率为96.5%）。MoS₂几乎实现了全容量利用率。组装好的E-MoS2/NG//活性炭SiC具有快速的储钠性能，在35 W和14421 W kg⁻¹时的能量密度分别为150 Wh kg⁻¹和82 Wh kg⁻¹，在10 A g⁻¹，1500次循环后的高容量保持率为78.1%。

参考文献

Shichuan Liang, et al, Approaching the Theoretical Sodium Storage Capacity and Ultrahigh Rate of Layer-Expanded MoS₂ by Interfacial Engineering on N-Doped Graphene, Adv. Energy Mater. 2021

DOI: 10.1002/aenm.202002600

https://doi.org/10.1002/aenm.202002600