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Inter-overlapped MoS2/C composites with large-interlayer-spacing for high-performance sodium-ion batteries.
Nanoscale Horizons ( IF 8.0 ) Pub Date : 2020-05-20 , DOI: 10.1039/d0nh00152j Yinghui Wang 1 , Ya Yang 1 , Deyang Zhang 1 , Yangbo Wang 1 , Xiaoke Luo 2 , Xianming Liu 3 , Jang-Kyo Kim 4 , Yongsong Luo 5
Nanoscale Horizons ( IF 8.0 ) Pub Date : 2020-05-20 , DOI: 10.1039/d0nh00152j Yinghui Wang 1 , Ya Yang 1 , Deyang Zhang 1 , Yangbo Wang 1 , Xiaoke Luo 2 , Xianming Liu 3 , Jang-Kyo Kim 4 , Yongsong Luo 5
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As a two-dimensional layered material with a structure analogous to that of graphene, molybdenum disulfide (MoS2) holds great promise in sodium-ion batteries (SIBs). However, recent research findings have revealed some disadvantages in two-dimensional (2D) materials such as poor interlayer conductivity and structural instability, resulting in poor rate performance and short cycle life for SIBs. Herein, we designed MoS2 nanoflowers with an ultra-wide spacing interlayer (W-MoS2/C) anchored on special double carbon tubes to construct three-dimensional (3D) nanostructures. When tested as an anode material in a SIB, the as-prepared CNT@NCT@W-MoS2/C sample achieves high capacities (530 and 230 mA h g−1 at current densities of 0.1 and 2 A g−1, respectively). Density functional theory (DFT) calculations demonstrate that the ultra-wide spacing MoS2/C structure is beneficial for the chemical adsorption of sodium ions and facilitates redox reactions. The wide interlayer spacing and the presence of an intermediate carbon layer provide a rapid diffusion channel for ions and offer a free space for volume expansion of the electrode material.
中文翻译：
相互重叠的MoS2 / C复合材料，具有大的中间层间距，适用于高性能钠离子电池。
作为具有类似于石墨烯结构的二维分层材料，二硫化钼（MoS 2）在钠离子电池（SIB）中具有广阔的前景。但是，最近的研究发现揭示了二维（2D）材料的一些缺点，例如较差的层间电导率和结构不稳定性，导致SIB的较差的速率性能和较短的循环寿命。在这里，我们设计了具有超宽间隔夹层（W-MoS 2 / C）的MoS 2纳米花，将其固定在特殊的双碳管上以构建三维（3D）纳米结构。当在SIB中作为阳极材料进行测试时，所制备的CNT @ NCT @ W-MoS 2 / C样品可实现高容量（530和230 mA hg -1在电流密度分别为0.1和2 A g -1时）。密度泛函理论（DFT）计算表明，超宽间距MoS 2 / C结构有利于钠离子的化学吸附并促进氧化还原反应。较大的层间间距和中间碳层的存在为离子提供了快速的扩散通道，并为电极材料的体积膨胀提供了自由空间。
更新日期：2020-06-29
中文翻译：
相互重叠的MoS2 / C复合材料，具有大的中间层间距，适用于高性能钠离子电池。
作为具有类似于石墨烯结构的二维分层材料，二硫化钼（MoS 2）在钠离子电池（SIB）中具有广阔的前景。但是，最近的研究发现揭示了二维（2D）材料的一些缺点，例如较差的层间电导率和结构不稳定性，导致SIB的较差的速率性能和较短的循环寿命。在这里，我们设计了具有超宽间隔夹层（W-MoS 2 / C）的MoS 2纳米花，将其固定在特殊的双碳管上以构建三维（3D）纳米结构。当在SIB中作为阳极材料进行测试时，所制备的CNT @ NCT @ W-MoS 2 / C样品可实现高容量（530和230 mA hg -1在电流密度分别为0.1和2 A g -1时）。密度泛函理论（DFT）计算表明，超宽间距MoS 2 / C结构有利于钠离子的化学吸附并促进氧化还原反应。较大的层间间距和中间碳层的存在为离子提供了快速的扩散通道，并为电极材料的体积膨胀提供了自由空间。
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