AEM:具有混合硫化态的过渡金属硫化物实现高容量金属离子存储

NavyLIu

2023-05-30

混合硫化态过渡金属硫化物（TMS-mVs）在高容量、优异的氧化还原反应和金属离子（Mⁿ⁺）存储的结构可逆性中具有巨大潜力，因为它们的多电子反应是由过渡金属（TM）阳离子和S₂^2-阴离子以及多种TM或S价态同时参与引起的。在此，东华大学杨建平、卧龙岗大学WangYunxiao系统介绍了可应用于Mⁿ⁺存储的主流TMS-mV的最新进展。

本文要点：

1) 这些TMS-mV可分为两类TMS，即具有混合硫价态的TMS-mSs和具有混合金属价态的TMS-mMs。研究发现，TMS-mV阳极主要经历三种反应机制，包括插入伴随转化、插入和转化反应。在可逆充电过程中，Li₂S被氧化成多硫化物甚至S。TMS-mVs比其他均匀TMS具有转移更多电子的能力。TMS-mS阳极通常比TMS-mM阳极具有更高的理论比容量。

2) 在这些TMS-mV阳极中，Mo基、V基和Co基TMS-mM阳极具有良好的电化学可逆性，Ni基TMS-mM阳极具有中等的电化学可逆性，而Fe基TMS-mM和TMS-mS阳极具有较差的电化学可逆性。此外，提高其电化学性能的策略分为复合材料、涂层、纳米结构、异质界面和晶格工程。

参考文献：

Qianqian Song et.al Multielectron Conversion: Peculiar Transition Metal Sulfides with Mixed Vulcanized States toward High-Capacity Metal-Ion Storage Adv. Energy Mater. 2023

DOI: 10.1002/aenm.202300739

https://doi.org/10.1002/aenm.202300739