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二硫化钼（MoS2）作为钠离子电池负极材料时表现出较高的理论容量，然而MoS2较差的导电性和充放电对其结构的破坏极大影响了钠电池的性能。近日，南京林业大学生物与环境学院教授陈健强与化学工程学院副教授王洁合作，通过密度泛函理论（DFT）设计了层间距在0.80~1.01 nm之间、适合储钠的MoS2晶体结构。相关研究成果以“Nanostructured MoS2 with Interlayer Controllably Regulated by Ionic Liquids/Cellulose for High-Capacity and Durable Sodium Storage Properties”为题发表在国际知名材料科学类期刊《Small》上。（影响因子15.153），环境工程系硕士生陶文杰为第一作者，陈健强和王洁为通讯作者。

离子液体作为纤维素的溶剂，具备较高分解温度，能够在纤维素热解时仍然保持流动状态，这样能够诱导溶解的纤维素渗透插入MoS2晶体层间并热解碳化，使其层间距扩大。不仅如此，改变纤维素在离子液体中的浓度并通过热解就能够实现可控调节MoS2的层间距。

在此基础上，研究团队将层间距扩大的MoS2负载在多孔碳上，离子液体/纤维素的热解产物包覆MoS2颗粒形成碳保护层，阻止因MoS2与电解液接触而导致硫元素流失。此外，材料表征结果发现MoS2与含有氮元素的碳包覆层形成化学键（Mo-N键），发生类似“铆钉”加固效果，极大提高了负极材料的结构稳定性。MoS2/多孔碳复合材料作为钠电池负极，通过小电流循环（0.1 A g-1/250次充放电）、大电流循环（1 A g-1/1000次充放电）、阻抗等测试，钠电池性能均优于其他同类材料。此项研究将为MoS2负极的设计提供新的思路。

来源：南京林业大学

文章链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202207397

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