优化电极材料中的电荷转移和减轻体积膨胀对于最大限度地提高储能系统的电化学性能至关重要。温州大学肖遥、北京化工大学徐赛龙和阿德莱德大学Shilin Zhang构造了原子薄的软-刚性Co9S8@MoS2,其是原子界面上具有双阳离子空位的核壳异质结构,可作为高性能钠离子电池负极材料。
本文要点
(1)异质结构和软MoS2壳层中含有VCo和VMo的双阳离子空位,可为快速电荷转移提供离子途径,而刚性Co9S8核作为主要活性成分,可在充电/放电过程中抵抗结构变形。
(2)电化学测试和理论计算证明了良好的Na+转移动力学和赝电容行为。因此,软-刚性异质结构提供了非凡的钠存储性能(在5.0 A g−1下500次循环后为389.7 mA h g−1),优于单相异质结构;和组装的Na3V2(PO4)3||d-Co9S8@MoS2/S-Gr全电池在0.5℃时实现了235.5 Wh kg−1的能量密度。该发现开辟了一种新的软硬异质结构策略,拓宽了储能和转换材料设计的视野。
Yu Su, et al. Soft-Rigid Heterostructures with Functional Cation Vacancies for Fast-Charging And High-Capacity Sodium Storage. Advanced Materials. 2023
DOI:10.1002/adma.202305149
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202305149