科研进展

深圳先进院研发出基于二硫化钼/碳纳米复合材料的钠型双离子电池

时间:2018-03-27  来源:集成所功能薄膜中心 张帆 文本大小:【 |  | 】  【打印

  近日,中国科学院深圳先进技术研究院集成所功能薄膜材料研究中心唐永炳研究员及其研究团队成功研发出一种基于二硫化钼/纳米复合负极材料的型双离子电池。相关研究成果Penne-Like MoS2/Carbon Nanocomposite as Anode for Sodium-Ion-Based Dual-Ion Battery”已在线发表于国际纳米材料领域权威期刊SmallSmall, 2018, 1703951, IF=8.643)上。 

  锂离子电池广泛应用于便携式电子设备、电动汽车、储能设备等领域。但由于锂离子电池的大规模应用加之锂资源的匮乏和分布不均,使得锂离子电池成本日益攀升,难以满足未来能源存储的低成本、长循环寿命、安全可靠等要求钠与锂有相似的物理化学性质,且储量丰富、成本较低,使得基于钠离子的二次电池体系的研究近年来受到了广泛关注。然而钠离子半径较大,导致Na+在电极材料中扩散缓慢,从而影响电池的倍率性能和循环性能。 

  为改善钠离子电池的倍率性能和循环性能,唐永炳研究员及其团队成员朱海莉、张帆等人成功研发出一种基于二硫化钼/纳米复合负极材料的型双离子电池。该电池采用膨胀石墨作为正极材料,具有分级结构的MoS2/C纳米复合材料作为负极材料。由于这种具有分级结构的MoS2/C具有更宽的晶体片层间距,有利于提高Na+其中的离子扩散速率,碳层的引入提高了材料的电导率,从而使得基于该MoS2/C纳米复合材料钠型双离子电池具有良好的倍率性能和循环性能。结果表明电池在1.0-4.0V的电压区间,2C的电流密度循环200后容量保持率为85%。这种新型钠离子电池在低成本、环保大规模储能领域,如清洁能源、智能电网等具有潜在的应用前景。

  该项研究得到了国家自然科学基金、广东省科技计划项目、深圳市科技计划项目等项目的资助。 

  论文连接 

(a)基于二硫化钼/纳米复合负极材料的型双离子电池充放电机理示意图;(b)该电池的循环性能