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?中科大/北航EnSM：MoS2@CoS2中空納米纖維用于鈉離子存儲(chǔ)

合理的空間納米結(jié)構(gòu)和異質(zhì)性是提高鈉離子電池電極材料反應(yīng)可逆性和動(dòng)力學(xué)的有效途徑。然而，如何合理設(shè)計(jì)和合成同時(shí)具有所需異質(zhì)成分和適當(dāng)空心結(jié)構(gòu)的SIBs電極材料仍然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。

在此，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)余彥，北京航空航天大學(xué)趙勇、張千帆等人通過簡(jiǎn)單的靜電紡絲、熱解和硫化等工藝設(shè)計(jì)了MoS₂@CoS₂異質(zhì)結(jié)構(gòu)管中管中空納米纖維。具體而言，獨(dú)特的雙壁管狀結(jié)構(gòu)和豐富的MoS₂@CoS₂異質(zhì)界面，可有效避免反應(yīng)過程中的體積變化，加快電解質(zhì)的整體滲透。形成MoS₂@CoS₂異質(zhì)結(jié)引入內(nèi)置電場(chǎng)可提高鈉離子的吸附能，降低鈉離子的遷移能壘。

獨(dú)特的空心結(jié)構(gòu)和非均相成分之間的協(xié)同作用可增強(qiáng)鈉存儲(chǔ)，具有顯著的可逆容量(0.5 A g^-1時(shí)為858.3 mAh g^-1)、高倍率性能(5 A g^-1時(shí)為555.7 mAh g^-1)和優(yōu)異的長(zhǎng)期循環(huán)穩(wěn)定性(8 A g^-1時(shí)，1400次循環(huán)后為399.6 mAh g^-1)。

圖1. 制備流程

總之，該工作采用靜電紡絲和煅燒法制備了MoS₂@CoS₂異質(zhì)管中管中空納米纖維。分層中空結(jié)構(gòu)和豐富的MoS₂@CoS₂異質(zhì)界面的協(xié)同作用，不僅有效緩解了循環(huán)過程中的體積變化，而且有利于電解質(zhì)的滲透和離子的運(yùn)輸。作為SIBs的負(fù)極，MoS₂@CoS₂空心納米纖維電極表現(xiàn)出優(yōu)異的Na存儲(chǔ)性能，在8 A g^?1下，1400次循環(huán)后，Na存儲(chǔ)容量達(dá)到399.6 mAh g^?1。當(dāng)與NVP正極耦合時(shí)，全電池在0.5 A g^?1下經(jīng)過100次循環(huán)后具有392.7 mAh g^?1的高放電容量。因此，該工作為實(shí)現(xiàn)SIBs高性能負(fù)極的合理設(shè)計(jì)提供了見解。

圖2. 電池性能

MoS2@CoS2 Heterostructured Tube-in-tube Hollow Nanofibers with Enhanced Reaction Reversibility and Kinetics for Sodium-Ion Storage, Energy Storage Materials 2023 DOI: 10.1016/j.ensm.2023.103170

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