先進院研發二硫化鉬／碳納米復合材料鈉型雙離子電池

　　近日，中國科學院深圳先進技術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隊，成功研發出一種基于二硫化鉬/碳納米復合負極材料的鈉型雙離子電池。相關研究成果以Penne-Like MoS2/Carbon Nanocomposite as Anode for Sodium-Ion-Based Dual-Ion Battery為題，在線發表在Small上。

　　鋰離子電池已廣泛應用于便攜式電子設備、電動汽車、儲能設備等領域。但由于鋰離子電池的大規模應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的低成本、長循環壽命、安全可靠等要求。鈉與鋰有相似的物理化學性質，且儲量豐富、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注。然而鈉離子半徑較大，導致Na+在電極材料中擴散緩慢，從而影響電池的倍率性能和循環性能。

　　為改善鈉離子電池的倍率性能和循環性能，唐永炳研究團隊成員朱海莉、張帆等成功研發出一種基于二硫化鉬/碳納米復合負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，具有分級結構的MoS2/C納米復合材料作為負極材料。由于這種具有分級結構的MoS2/C具有更寬的晶體片層間距，有利于提高Na+在其中的離子擴散速率，且碳層的引入提高了材料的電導率，使基于該MoS2/C納米復合材料的鈉型雙離子電池具有良好的倍率性能和循環性能。結果表明，該電池在1.0-4.0V的電壓區間，2C的電流密度下循環200圈后容量保持率為85%。這種新型鈉離子電池在低成本、環保大規模儲能領域，如清潔能源、智能電網等具有潛在的應用前景。

　　研究工作得到了國家自然科學基金、廣東省科技計劃項目、深圳市科技計劃項目等的資助。

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