黃 飛，趙 輝，馮 昊，廖振華，冉 濛，李學(xué)軍，齊 敏，閆愛華1,

（1. 中國礦業(yè)大學(xué)低碳能源研究院，江蘇 徐州 221008；2. 中國礦業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 徐州 221116）

二硫化鉬納米材料在化學(xué)電源中的研究進(jìn)展*

黃 飛1,2?，趙 輝2，馮 昊2，廖振華2，冉 濛2，李學(xué)軍2，齊 敏2，閆愛華1,2

（1. 中國礦業(yè)大學(xué)低碳能源研究院，江蘇 徐州 221008；2. 中國礦業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 徐州 221116）

具有典型“三明治”二維層狀結(jié)構(gòu)的二硫化鉬（MoS2），因其良好的雙電層存儲能力和層間載流子傳輸特性，使其成為一種理想的化學(xué)電源電極材料。本文簡要闡述了MoS2材料的結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)，綜述了近五年來其在化學(xué)電源應(yīng)用中的最新研究進(jìn)展，指出了其在應(yīng)用中存在的問題與挑戰(zhàn)，重點(diǎn)討論了形貌與尺寸調(diào)控及多相復(fù)合等解決方法。最后，展望了MoS2納米材料在化學(xué)電源中的發(fā)展方向和應(yīng)用前景。

二硫化鉬；納米材料；化學(xué)電源；研究現(xiàn)狀

0 引 言

隨著傳統(tǒng)能源所面臨的資源短缺、品質(zhì)下降和環(huán)境污染問題日益突出，開發(fā)新型可持續(xù)的綠色能源，已經(jīng)成為我國能源發(fā)展戰(zhàn)略中的重要組成部分?；瘜W(xué)電源是新能源產(chǎn)業(yè)革命的核心，有效地解決了新能源的隨機(jī)性和波動性問題，預(yù)計(jì)到2020年，國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的市場規(guī)?？蛇_(dá)6 000億元。

MoS2因其特殊的層狀結(jié)構(gòu)，具有可變的原子配位和電子結(jié)構(gòu)，電子和晶格振動的簡正量子（聲子）之間具有很強(qiáng)的相互作用，層間較弱的范德華力有利于輕金屬離子（如Li+、Na+、Mg2+等）的嵌入和脫嵌，同時(shí)MoS2還具有良好的雙電層電荷存儲能力，且Mo原子具有從+2價(jià)到+6價(jià)的氧化態(tài)，這些特性決定了其具有較高的理論儲鋰容量，是一種性能極好的化學(xué)電源電極材料，從而被廣泛研究[1-5]。

相對于體材料，MoS2納米材料因具有更大比表面積、更強(qiáng)吸附能力、更高反應(yīng)活性、特殊量子效應(yīng)等優(yōu)異性能使其應(yīng)用潛力更大，最近各種MoS2納米電極材料被相繼合成[6-7]。本文簡單介紹了MoS2材料結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)，綜述了近五年MoS2納米材料在化學(xué)電源上應(yīng)用的最新研究進(jìn)展，指出了目前存在的問題，重點(diǎn)討論了改善的方法，并展望了MoS2電極材料的發(fā)展方向和應(yīng)用前景。

1 MoS2結(jié)構(gòu)與性能特點(diǎn)

穩(wěn)定的MoS2晶體呈六方密堆積，具有類石墨烯層狀結(jié)構(gòu)，屬六方晶系，其基本結(jié)構(gòu)單元是由八面體配位的Mo原子和三棱柱配位的S原子共同構(gòu)成，Mo原子處于三棱柱的中心，即每個(gè)S原子與三個(gè)Mo原子相連，每個(gè)Mo原子與六個(gè)S原子相連，交替形成類似“三明治”夾層結(jié)構(gòu)，也就是兩個(gè)平行于（001）面的S層之間夾著一層金屬M(fèi)o層，層與層（S?Mo?S）之間通過弱的范德華力相連，單層厚度僅為0.65 nm，層內(nèi)（Mo?S層和Mo?Mo層）通過強(qiáng)的共價(jià)鍵和金屬鍵連接（見圖1）[8-11]。

圖1 MoS2結(jié)構(gòu)單元示意圖[11]Fig. 1 Schematic representation of MoS2unit cell[11]

正是基于這種特殊的層狀結(jié)構(gòu)及層間弱的范德華力，MoS2具有良好的雙電層電荷存儲能力及層間載流子傳輸特性，使得其被廣泛應(yīng)用于化學(xué)電源的電極材料和二極管等電子器件；同時(shí)，MoS2也是一種典型的間隙半導(dǎo)體，體結(jié)構(gòu)材料帶隙約1.9 eV，且?guī)峨S著層厚變化在一定區(qū)間內(nèi)變化（1.2 eV～1.9 eV），這種能帶結(jié)構(gòu)在光子激發(fā)下有利于載流子通過帶隙躍遷或發(fā)射光子，使得其具有良好的光學(xué)、光電、光催化等性能，在新能源材料上具有較大的應(yīng)用潛力；另外，MoS2的層狀結(jié)構(gòu)、弱的范德華力及六方密堆結(jié)構(gòu)使得其潤滑性、化學(xué)和熱學(xué)穩(wěn)定性極好，在固體潤滑劑行業(yè)被廣泛應(yīng)用。

2 MoS2納米材料在鋰離子電池中的應(yīng)用研究

傳統(tǒng)鋰離子電池正極材料為LiCoO2，負(fù)極材料為石墨，由于正極材料的理論儲鋰容量比負(fù)極材料小得多，嚴(yán)重制約了化學(xué)電源的進(jìn)一步發(fā)展。而MoS2因其特殊的電化學(xué)特性、較好的儲鋰性能和高的理論比容量，可有效改善正極與負(fù)極的儲鋰容量差，有望解決傳統(tǒng)鋰離子電池的關(guān)鍵問題，其缺點(diǎn)是循環(huán)穩(wěn)定性、可逆電容量和高倍率性能有待進(jìn)一步改善。近五年來國內(nèi)外研究者主要圍繞形貌結(jié)構(gòu)與尺寸調(diào)控，以及多相復(fù)合兩個(gè)方面開展研究工作，以提升MoS2電化學(xué)性能，下面將逐一進(jìn)行闡述。

2.1 形貌結(jié)構(gòu)與尺寸調(diào)控

一方面，形貌結(jié)構(gòu)的改變對比表面積及吸附性能有較大影響，從而影響到MoS2的儲鋰性能及循環(huán)穩(wěn)定性；另一方面，由于MoS2為層狀結(jié)構(gòu)，層間距的大小直接決定了鋰離子的嵌入能力，而形貌結(jié)構(gòu)的改變對鋰離子的嵌入與脫嵌通道以及層間距產(chǎn)生一定影響，從而影響鋰離子電池的循環(huán)穩(wěn)定性；另外，形貌結(jié)構(gòu)的改變，對載流子的輸運(yùn)通道有一定的影響，這將顯著影響鋰離子電池的倍率性能[12-13]。近幾年，不少學(xué)者發(fā)現(xiàn)優(yōu)化MoS2納米材料的形貌與結(jié)構(gòu)可有效提升其電化學(xué)性能，即通過對MoS2納米材料進(jìn)行有效剪裁，制備納米粒子[4]、納米片[5,14]、納米盤[15]、納米墻[16]、納米花[17]等具有特殊納米結(jié)構(gòu)MoS2鋰離子負(fù)極材料，改善鋰離子的吸附能力、嵌入通道及載流子在MoS2中的遷移速率，從而有效提升MoS2鋰離子電池的電化學(xué)性能。

HWANG等[15]將Mo(CO)6前驅(qū)體和非晶單質(zhì)S直接置于反應(yīng)釜中，一步合成具有納米盤結(jié)構(gòu)的MoS2材料，結(jié)果顯示這種納米材料的層間距為 0.69 nm，遠(yuǎn)大于體材料，電化學(xué)結(jié)果顯示該材料在50 C倍率下仍具有700 (mA·h)/g的可逆容量。SEN等[16]采用兩步法成功制備具有納米墻結(jié)構(gòu)的MoS2材料，發(fā)現(xiàn)這種負(fù)極材料在100 mA/g倍率下循環(huán) 50次后，充放電時(shí)比容量幾乎沒有惡化，仍達(dá)到 880 (mA·h)/g，分析認(rèn)為這種良好的性能來源于具有特殊形貌的MoS2活性成分以及纖維素粘結(jié)劑，即MoS2納米墻的介孔特性提供了較好的初始容量，而纖維素粘結(jié)劑三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)提供了更好的載流子輸運(yùn)通道（見圖2）。

圖2 MoS2納米墻的FESEM圖與電化學(xué)性能：（a）FESEM圖，（b）在0.2 mV/s掃描速率下的循環(huán)伏安曲線，（c）不同倍率下循環(huán)曲線[16]Fig. 2 FESEM image and electrochemical performance of MoS2nanowall: (a) FESEM image； (b) CV curves at a scan rate of 0.2 mV/s； (c) cyclic performance at different rates[16]

另外，納米尺寸也是改善MoS2儲鋰性能的重要方法，由于納米MoS2具有更大的比表面積、更強(qiáng)的吸附能力及更大的層間距，使MoS2對Li+的吸附能力更強(qiáng)，嵌入的阻力和嵌入后造成的張應(yīng)力顯著降低；且納米結(jié)構(gòu)具有更強(qiáng)的表面活性，有利于Li+的合金化，從而使儲鋰性能獲得顯著提升[18-19]。LI等[18]采用DFT計(jì)算鋰離子在體材料、MoS2納米片和之字形MoS2納米帶中的吸附與擴(kuò)散性能，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：相對于MoS2體材料，MoS2納米片和MoS2納米帶更利于鋰離子的吸附與擴(kuò)散，而且MoS2納米帶在提升鋰離子吸附能力的同時(shí)，還可顯著降低其與 鋰離子的結(jié)合能，有助于鋰離子的合金化。

2.2 多相復(fù)合

多相復(fù)合是改善MoS2循環(huán)性能、可逆容量和高倍率性能的另一種常用方法，即利用二元及多元成分的協(xié)同效應(yīng)，以提升MoS2的電化學(xué)性能。其中，二元復(fù)合是最常見的研究方法，二元體系中又以碳材料應(yīng)用最為廣泛，主要是利用碳材料良好的導(dǎo)電性，以提高電極材料中的載流子傳輸速率，達(dá)到改善電化學(xué)性能的目的，同時(shí)利用碳材料膨脹系數(shù)小來抑制活性電極材料的體積效應(yīng)，如MoS2/無定型碳復(fù)合材料[20-23]、MoS2/介孔碳復(fù)合材料[24-25]、MoS2/石墨烯復(fù)合材料[26-32]、MoS2/MWCNT復(fù)合材料[33-35]、MoS2/碳纖維復(fù)合材料[36]等。

ZHANG等[17]采用三步法制備MoS2/無定型碳復(fù)合材料，即在MoS2表面鍍上一層無定型碳，獲得碳包覆的MoS2納米棒，發(fā)現(xiàn)該復(fù)合材料在200 mA/g電流密度下循環(huán)80圈后，容量仍為621 (mA·h)/g。JIANG等[25]采用模板法制備了MoS2和介孔碳層層互搭的新型納米超晶格，發(fā)現(xiàn)這種材料具有良好的原子層界面接觸和極高的協(xié)同效應(yīng)，電化學(xué)性能表明這種負(fù)極材料的能量密度極高，且循環(huán)穩(wěn)定性和高倍率性能好，在400 mA/g電流密度條件下容量達(dá)到了1 113 (mA·h)/g，且500個(gè)循環(huán)后依舊保持在1 023 (mA·h)/g（見圖3）。CHANG等[26]采用L-半胱氨酸模板助劑合成了三維結(jié)構(gòu)MoS2/石墨烯負(fù)極材料，當(dāng)Mo∶C摩爾比為1∶2時(shí)，100 mA/g電流密度下，其容量約為1 100 (mA·h)/g。SHI等[33]采用溶劑熱法制備MoS2/MWCNT二元納米復(fù)合材料，發(fā)現(xiàn)MWCNT提供了極好的載流子通道，確保MoS2材料在充放電過程中高的電子導(dǎo)通，使得Li+很好地嵌入到S層中，在50 mA/g電流密度下，循環(huán)10圈后容量達(dá)到了1 098 (mA·h)/g，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于純MWCNTs和純MoS2的理論比容量（見圖4）。

二元體系中，具有良好導(dǎo)電性的聚苯胺是另一種常用的材料，通過聚苯胺的加入形成MoS2/聚苯胺復(fù)合材料，有效改善了體系的電子傳輸能力，從而有助于鋰離子電池倍率性能的提升[37-39]。YANG等制備了MoS2/聚苯胺（PANI）納米線，當(dāng)MoS2含量為66.7%時(shí)、PANI為33.1%時(shí)，復(fù)合體系容量可達(dá)1 063.9 (mA·h)/g，且100 mA/g電流密度下循環(huán)50圈后容量保持為90.2%[37]。二元體系還包括其他導(dǎo)電高分子[40]、硫化物[41]、氧化物[42]等，但都處于初步研究階段。

圖3 MoS2/介孔碳超晶格的FESEM圖與電化學(xué)性能：（a）FESEM圖，（b）孔尺寸分布曲線，（c）在0.2 mV/s掃描速率下的循環(huán)伏安曲線，（d）MoS2/介孔碳超晶格及不同MoS2/碳材料化合物在200～6 400 mA/g電流密度下的容量曲線[25]Fig. 3 FESEM image and electrochemical performance of MoS2/mesoporous carbon superstructure: (a) FESEM image； (b) pore-size distribution curve； (c) CV curves at a scan rate of 0.2 mV/s； (d) the capacities retention of MoS2/mesoporous carbon superstructure and different MoS2/carbon composites at current densities from 200 to 6 400 mA/g[25]

圖4 MoS2/MWCNTs復(fù)合材料的電化學(xué)性能：（a） 在0.5 mV/s掃描速率下的循環(huán)伏安曲線，（b）不同倍率下的容量曲線[33]Fig. 4 Electrochemical performance of MoS2/MWCNTs composites: (a) CV curves at a scan rate of 0.5 mV/s； (b) the capacities retention at different densities[33]

另外，三元及多元也是常采用的方法，其基本原理同二元體系相似[43-45]。LINGAPPAN等[44]采用水熱法合成MoS2/RGO/MWCNTs三元體系，發(fā)現(xiàn)在100 mA/g電流密度下容量可達(dá)到1 275 (mA·h)/g，且循環(huán)100次仍能保留93%，分析認(rèn)為這種極好的電化學(xué)性能來源于體系大的比表面積、短的擴(kuò)散長度和良好的載流子傳輸通道（見圖5）。

可見，MoS2材料具有較高的理論儲鋰容量，目前其循環(huán)性能、可逆容量和高倍率性能可通過形貌結(jié)構(gòu)調(diào)控、納米化以及多相復(fù)合等途徑得到較大改善。但對其儲鋰機(jī)制仍有待進(jìn)一步深入研究。目前普遍認(rèn)為鋰離子嵌入MoS2中的過程是一種離子?電子轉(zhuǎn)移的拓?fù)浞磻?yīng)，即鋰離子被層間弱的范德華力吸附，并將MoS2還原為Li2S和金屬M(fèi)o，由于金屬M(fèi)o的氧化電位較高，不易被氧化，這種導(dǎo)電性好的金屬M(fèi)o有利于還原反應(yīng)中電子的傳輸，從而有助于鋰離子進(jìn)一步吸附[46-48]。然而，實(shí)際上鋰離子嵌入反應(yīng)同樣會導(dǎo)致MoS2發(fā)生重要的結(jié)構(gòu)和相轉(zhuǎn)變，且層間耦合、量子局域效應(yīng)和對稱性的改變等會使得鋰離子嵌入前后結(jié)構(gòu)性質(zhì)發(fā)生本質(zhì)的變化[49-50]。盡管這些現(xiàn)象已引起行業(yè)人士的重視，但現(xiàn)有的研究主要集中在單層MoS2以及機(jī)械剝離制備的MoS2納米片上，對其他MoS2納米材料的鋰化過程缺少詳細(xì)的理論研究，同時(shí)鋰離子嵌入在相變過程中的位置遷徙及鋰化過程中的理論分析同制備工藝之間的構(gòu)建關(guān)系也需要進(jìn)一步厘清[51-52]。

圖5 MoS2/RGO/MWCNTs化合物的FESEM圖與電化學(xué)性能：（a）FESEM圖，（b）在0.1 mV/s掃描速率下的循環(huán)伏安曲線，（c）不同倍率下的比容量曲線，（d）100 mA/g倍率下的循環(huán)性能[44]Fig. 5 FESEM image and electrochemical performance of MoS2/RGO/MWCNTs composites: (a) FESEM image； (b) CV curves at a scan rate of 0.1 mV/s； (c) the capacities retention at different rates； (d) cyclic properties at the rate of 100 mA/g[44]

3 MoS2納米材料在超級電容器中的應(yīng)用研究

由于超級電容器主要是利用電極與電解液界面的雙電層能量，因此獲得較大比表面積電極材料對超級電容器非常有利。傳統(tǒng)的碳材料盡管比表面積大，容量也大，但實(shí)際使用率較低，功率密度有待改善，且碳表面官能團(tuán)對電容量存在一定負(fù)面效果；另外，高比表面積碳材料的成本較高，極大地限制了其廣泛應(yīng)用[53]。另一種廣泛研究的材料是導(dǎo)電高分子，如聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩等，因存在電壓過大、循環(huán)壽命低、毒性大、環(huán)境污染嚴(yán)重等問題，在實(shí)際應(yīng)用中需要對這些問題進(jìn)行解決[54]。

因此，開發(fā)一些新型的電極材料顯得非常迫切，如金屬氧化物、二維層狀材料等，其中類石墨烯結(jié)構(gòu)MoS2材料因其特殊的結(jié)構(gòu)、快速的離子電導(dǎo)、高的比電容，且“三明治”結(jié)構(gòu)中的Mo層之間的電子關(guān)聯(lián)有助于載流子的傳輸，是一種極好的超級電容器的電極材料，受到了人們的廣泛關(guān)注[55]。目前，MoS2電極材料在超級電容器中的研究方向和研究思路主要利用MoS2高的理論比容量來提高超級電容器的能量密度和功率密度。

具體而言，MoS2電極材料的研究主要集中在MoS2形貌及結(jié)構(gòu)控制、MoS2/碳材料及MoS2/導(dǎo)電高分子復(fù)合材料制備與性能研究這幾個(gè)方面[56-60]。ILANCHEZHIYAN等[56]采用水熱法制備了納米球結(jié)構(gòu)MoS2，電化學(xué)測試結(jié)果顯示其比容量、能量密度和功率密度分別為122 F/g、17 (W·h)/kg和204 W/kg，表明這是一種極好的超級電容器電極材料（見圖6）。HUANG等以鉬酸鈉為原材料，采用水熱法成功制備MoS2/MWCNTs復(fù)合材料，發(fā)現(xiàn)其比容量達(dá)到了452.7 F/g，且循環(huán)1 000次后，仍能保持412.2 F/g，分析認(rèn)為這主要源自于復(fù)合電極良好的電荷傳輸能力、電解液擴(kuò)散能力以及低的體積膨脹系數(shù)[59]。盡管MoS2電極材料在超級電容器上取得了一定的研究進(jìn)展，但在電極制備工藝方面，尤其是電極接觸，以及長期運(yùn)行的穩(wěn)定性，如物相結(jié)構(gòu)、電子結(jié)構(gòu)及嵌入/脫嵌的穩(wěn)定性，還有待進(jìn)一步改善。

圖6 MoS2納米墻的FESEM圖與電化學(xué)性能：（a）FESEM圖，（b）不同掃描速率下的循環(huán)伏安曲線，（c）不同電流密度下的比容量曲線，（d）Ragone曲線[56]Fig. 6 FESEM image and electrochemical performance of MoS2nanowall: (a) FESEM image； (b) CV curves at different current densities； (c) speci fi c capacitance at different scan rates； (d) Ragone plot[56]

4 MoS2納米材料在鈉離子電池中的應(yīng)用研究

鈉離子電池因其資源豐富、價(jià)格低廉、半電池電位高、安全性好，成為近幾年研究的熱點(diǎn)。然而，鈉離子的原子質(zhì)量與離子直徑大，導(dǎo)致鈉離子電池存在電化學(xué)反應(yīng)過程中動力學(xué)較慢、電容量偏低，以及離子在電極材料中嵌入/脫嵌困難，大電流充放電性能不理想，不可逆容量損失較大等缺點(diǎn)[61]。作為一種典型的二維層狀結(jié)構(gòu)材料，MoS2電極材料因其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，且層間距可調(diào)，能夠有效改善傳統(tǒng)負(fù)極材料電池容量低及硬碳材料嵌入/脫嵌難等問題，引起了人們的重視[62-68]。

目前MoS2電極材料在鈉離子電池中的應(yīng)用研究主要集中在負(fù)極材料上，包括多相復(fù)合和納米結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。XIE等采用兩步法制備了MoS2/石墨烯復(fù)合材料，發(fā)現(xiàn)這種復(fù)合材料界面的協(xié)同效應(yīng)可有效改善電極的電導(dǎo)、鈉離子嵌入能力以及鈉離子擴(kuò)散遷移能力，在540 mA/g電流密度下可逆容量達(dá)到352 (mA·h)/g[66]。HU等采用水熱法，成功合成MoS2納米花，發(fā)現(xiàn)其充放電容量和循環(huán)性能顯著改善，在0.05 A/g電流密度下可逆容量達(dá)到350 (mA·h)/g，且充放電300次基本沒有變化（見圖7）[68]。

圖7 MoS2納米花的電化學(xué)性能：（a）不同倍率下循環(huán)性能，（b）不同掃描速率下的CV曲線[68]Fig. 7 Electrochemical performance of MoS2nanoflowers: (a) cyclic properties at different rates； (b) CV curves at different scan rates[68]

由于鈉離子電池屬于新型化學(xué)電源，相關(guān)研究起步晚，未來MoS2電極材料在鈉離子電池中的應(yīng)用還需要解決一些問題：包括電化學(xué)過程中的MoS2納米材料的結(jié)構(gòu)重堆現(xiàn)象、偏弱的循環(huán)性能、脫嵌機(jī)理，以及比容量改善等。

5 MoS2納米材料在其他化學(xué)電源中的應(yīng)用研究

除了在鋰離子電池、超級電容器和鈉離子電池上應(yīng)用外，MoS2還在鋰硫電池[69-70]、鎂離子電池[71]、鋰空電池[72]等化學(xué)電源中獲得廣泛應(yīng)用。MoS2在鋰硫電池上的應(yīng)用研究主要集中在鋰硫電池的正極材料，即利用MoS2來改善正極導(dǎo)電性和穿梭效應(yīng)等問題；鎂離子電池主要是利用MoS2良好的結(jié)構(gòu)與化學(xué)穩(wěn)定性，來改善鎂離子電池的化學(xué)動力學(xué)的穩(wěn)定性，同時(shí)降低鎂離子電池的電極材料在電解液中的極化率，并提升循環(huán)性能；鋰空電池主要是利用MoS2良好的雙電層電荷效應(yīng)來改善循環(huán)性能。

ZHANG等[69]采用兩步水熱法，成功合成MoS2/SnO2分等級納米結(jié)構(gòu)，在80次循環(huán)及0.2 C倍率條件下可逆容量達(dá)到905.8 (mA·h)/g，分析認(rèn)為其優(yōu)良的電化學(xué)性能主要來源于Li2O中間產(chǎn)物，從而阻止了Li2S的擴(kuò)散，且這種分等級納米結(jié)構(gòu)有利于Li離子的嵌入，是一種較好的鋰硫電池正極材料。目前，MoS2納米材料在鎂離子電池和鋰空電池中的研究較少，相關(guān)工作還有待進(jìn)一步開展和深入。

6 結(jié)論與展望

MoS2納米材料由于其特殊的結(jié)構(gòu)特性，表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能，因而在鋰離子電池、超級電容器、鈉離子電池、鋰硫電池、鎂離子電池等化學(xué)電源領(lǐng)域具有較大的應(yīng)用前景。然而，MoS2在化學(xué)電源領(lǐng)域的研究還處于起步階段，其循環(huán)穩(wěn)定性、可逆電容量和高倍率性能有待進(jìn)一步改善。目前大部分工作都圍繞MoS2納米材料的制備與性能表征，形貌結(jié)構(gòu)的調(diào)控對電化學(xué)性能的影響，納米化對電化學(xué)性能的改善，及MoS2復(fù)合體系協(xié)同效應(yīng)對電化學(xué)性能的優(yōu)化這幾個(gè)方面開展。未來MoS2化學(xué)電源的研究既要關(guān)注其本身優(yōu)勢，也要把握其應(yīng)用中存在的問題，重點(diǎn)解決電化學(xué)運(yùn)行機(jī)理、優(yōu)化電極制備工藝、改善MoS2電極材料的物相與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、電化學(xué)循環(huán)穩(wěn)定性等問題。

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Research Progress of Molybdenum Disulfide Nano Materials Used for Chemical Power Source

HUANG Fei1,2, ZHAO Hui2, FENG Hao2, LIAO Zhen-hua2, RAN Meng2, LI Xue-jun2, QI Min2, YAN Ai-hua1,2
(1. Low Carbon Energy Institute, China University of Mining & Technology, Jiangsu Xuzhou 221008, China； 2. School of Materials Science and Engineering, China University of Mining & Technology, Jiangsu Xuzhou 221116, China)

Due to its good charge storage in electric double layer and rapid interlayer carrier transport, molybdenum disulfide (MoS2) with typically “sandwich-like” two-dimensional layered structure is a kind of ideal electrode materials for chemical power sources. In this paper, the structure and performance characteristics of MoS2materials were briefly introduced. Research progresses of MoS2materials used in chemical power sources were reviewed in recent five years. The main problems and challenges of MoS2nanomaterials were analyzed. The solutions were emphatically discussed, especially the modulation of morphology and size. Finally, the development direction and application prospects of MoS2nanomaterials in the future were summarized.

molybdenum disulfide； nanomaterials； chemical power source； investigation progresses

TK02；O646

A

10.3969/j.issn.2095-560X.2015.05.009

2095-560X（2015）05-0375-09

黃 飛（1978-），男，博士，副研究員，碩士生導(dǎo)師，主要從事微納新能源材料與器件（化學(xué)儲能及太陽能）方面的應(yīng)用研究。

2015-07-03

2015-09-29

江蘇省自然科學(xué)基金（20141133，20130195）；中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)（2013QNA07，2015XKMS096）

? 通信作者：黃 飛，E-mail：huangfei7804@163.com

趙 輝（1991-），男，碩士研究生，主要從事新型負(fù)極材料在化學(xué)電源中的應(yīng)用研究。