侴术雷&王俊AFM：通过包裹在碳纳米管上的硫缺陷工程激活二硫化钼纳米薄片，以获得稳定高效的锂氧电池

Bunnny

2021-11-11

开发高效的阴极催化剂可以在很大程度上促进锂氧电池（LOB）的应用。众所周知，与1T-MoS₂相比，具有三角棱柱配位的六方MoS₂（2H- MoS₂）表现出优异的电催化活性，但半导体特性阻碍了其在电化学催化领域的应用。提高2H- MoS₂导电性的有效方法是将碳材料作为基体与其结合。在所有的碳载体中，高导电性碳纳米管 (CNT) 尤其具有吸引力，其低成本、大比表面积和优异的机械性能使其成为 LOB 的理想物质。然而，碳材料会在较高电位下与电解液甚至放电产物发生反应，导致电池性能明显下降，副产物不断形成和积累。因此，有效的保护策略需要应用来避免 LOB 中的碳材料腐蚀。近日，温州大学侴术雷研究员和山东大学王俊研究员等人报道了一种有缺陷的MoS_2-x @CNTs复合材料。

文章要点

1）核壳 MoS_2-x@CNTs 复合材料通过水热法合成的，退火和 NaBH₄还原后处理，其中有缺陷的MoS₂纳米薄片均匀地涂覆在3D碳纳米管 (CNT) 网上。这种材料可以为LOB 的氧还原和析出反应提供了卓越的双功能催化活性。

2）一方面，表面工程策略可以有效地构建具有硫空位的 MoS₂纳米薄片上的电荷重新分布，显着提高了Li-O₂催化的动力学。另一方面，导电和高表面积的碳纳米管网络可以促进传质并为复合阴极提供足够的自由空间，适应循环过程中放电产物可逆形成和分解引起的体积变化。更重要的是，独特的核壳结构不仅可以将有缺陷的二硫化钼纳米薄片完全覆盖在碳纳米管表面以避免碳纳米管与电解质接触，明显抑制副反应，而且还可以实现更多活性位点的暴露以实现其催化性能。

参考文献：

Deyuan Li, et al. Activating MoS2 Nanoflakes via Sulfur Defect Engineering Wrapped on CNTs for Stable and Efficient Li-O2 Batteries. Adv. Funct. Mater. 2021, 2108153.

DOI：10.1002/adfm.202108153

https://doi.org/10.1002/adfm.202108153