Dreidimensionales MoS2/Graphen-Aerogel als binderfreie Elektrode für Lithium-Ionen-Batterie

Einführung

Heutzutage eröffnet die rasante Entwicklung von Elektrofahrzeugen und flexibler Elektronik eine Chance für die Entwicklung von Energiespeichern in Industrie und Forschung [1, 2]. Unter den verschiedenen Energiespeichern wird Lithium-Ionen-Batterien (LIBs) aufgrund ihrer hervorragenden Energiespeicherfähigkeit sowie ihrer langen Lebensdauer mehr Aufmerksamkeit geschenkt [3,4,5].

In letzter Zeit haben sich viele Forschungen auf Hochleistungsanodenmaterialien für LIBs konzentriert. 2D-Übergangsmetalldichalkogenide (TMDs) mit herausragender elektrochemischer Leistung haben viel Aufmerksamkeit erregt und zeigen großes Potenzial als Anodenmaterialien für LIBs [6, 7]. Im Vergleich zu herkömmlichen Metalloxiden fördern die Metallsulfide mit höherer Leitfähigkeit und größerem Schichtabstand einen verbesserten Elektronentransfer und einen verbesserten Ionentransport [8]. Unter den Metallsulfiden ist Molybdändisulfid (MoS₂ ) zeigt aufgrund seiner einzigartigen Schichtstruktur und der hohen Kapazität (ca. 670 mAh g ⁻¹ .) große Vorteile als Anode von LIBs ). Seine Struktur neigt jedoch dazu, sich während des Lade-/Entladevorgangs aufgrund von Volumenänderungen zu verschlechtern, was zu einer schlechten Zyklenstabilität führt. Es wurden zahlreiche Versuche unternommen, das kinetische Verhalten von MoS2 als LIBs-Anode zu verbessern. Eine Methode besteht darin, Strukturen in Nanogröße zu synthetisieren, um die Diffusionsstrecke von Lithiumionen zu verkürzen [9, 10]. Eine andere Methode besteht darin, Kohlenstoffmaterialien einzubauen, um die Leitfähigkeit des Verbundwerkstoffs zu verbessern und die Volumenausdehnung während des Lade-/Entladevorgangs zu unterdrücken [11,12,13]. Zur Integration mit MoS₂ . werden verschiedene Kohlenstoffmaterialien [14,15,16,17,18,19,20] verwendet, darunter Kohlenstoffnanoröhren [18] und Graphen [19, 20]. und es erweist sich als wirksam. Insbesondere Graphen hat viel Aufmerksamkeit auf sich gezogen, da es von seiner hervorragenden Leitfähigkeit und seiner großen Oberfläche profitiert. In jüngster Zeit wurde Graphen in vielen Bereichen umfassend erforscht, wie z. B. in leitfähigem Schalten [21], Photolumineszenz [22], chemischer Reinigung [23] und Gassensorik [24] sowie in Energiespeicherfeldern [25]. Teng et al. vorbereitetes MoS₂ Nanoblätter auf Graphenblättern und einer Kapazität von 1077 mAh g ⁻¹ bei 100 mA g ⁻¹ nach 150 Zyklen wurde erhalten [26]. Liuet al. stellte einen Verbundstoff aus MoS₂ . her und Graphen [27] und die reversible Kapazität von 1300–1400 mAh g ⁻¹ wurde erhalten. So integrieren Sie Graphen in MoS₂ Das hochkapazitive und stabile Anodenmaterial zu erhalten, ist noch immer eine Daueraufgabe [11].

Hier wird ein einfacher und kostengünstiger Ansatz verwendet, um eine hierarchische Nanostruktur von MoS₂ . herzustellen /reduziertes Graphen (MoS₂ /RGO) Aerogel. Mit einem Solvotherm- und Gefriertrocknungsverfahren wird das MoS₂ /RGO Aerogel wird hergestellt und fungiert direkt als bindemittelfreie Anode. Eine solche Struktur verleiht dem MoS₂ /Graphen-Aerogel mit mehreren Vorteilen als Anodenmaterial. Erstens fungiert das Graphen als Matrix, um das MoS₂ . zu unterstützen Nanostrukturen, was vorteilhaft ist, um ein erneutes Stapeln von Graphenschichten zu verhindern. Zweitens sorgt die hierarchische Nanostruktur für eine gute Haftung zwischen Graphen und MoS₂ , die für einen stabilen Aufbau sorgen und somit eine lange Zyklenfestigkeit garantieren. Drittens fördert das Graphen mit hoher Leitfähigkeit einen verbesserten Elektronentransfer und dient als Grundlage, um die Volumenausdehnung von MoS₂ . zu verringern im Lade-/Entladevorgang. Viertens verkürzt ein solches bindemittelfreies Design die Ionendiffusionsstrecke, was zu einem verbesserten Ionentransport führt. Die reversible Kapazität des bindemittelfreien MoS₂ . wie hergestellt /RGO-Aerogel ist bis zu 667 mA h g ⁻¹ bei 100 mA g ⁻¹ nach 100  Zyklen. Dieses Verfahren bietet einen Weg zur Herstellung des Hochleistungs-Lithium-Ionen-Anodenmaterials.

Materialien und Methoden

Synthese von MoS2/RGO-Aerogelen

Alle Reagenzien waren von analytischer Qualität. Eine modifizierte Hummers-Methode wurde verwendet, um Graphenoxid (GO) für die weitere Verwendung aufzubereiten [28]. Das MoS₂ /RGO-Aerogele wurden mit einem einstufigen hydrothermalen Verfahren hergestellt. Im Detail 60 mg (NH₄ .) )₂ MoS₄ wurden in 10 mL N . gelöst , N -Dimethylformamid (DMF)-Lösungsmittel. Fünf Milliliter GO wässrig (5 mg mL ⁻¹ ) wurden zugegeben und eine homogene Lösung wurde unter Beschallung für mehrere Stunden erhalten. Die Lösung wurde in einen mit Teflon ausgekleideten Autoklaven gegeben und verschlossen. Schließlich wurde es 12 h im Ofen bei 200°C erhitzt. MoS₂ /RGO-Hydrogele wurden durch Waschen mit Ethanol und D.I. Wasser. Durch Gefriertrocknen und Glühen bei 700°C für 2 h wird das endgültige MoS₂ /RGO-Aerogele wurden erhalten. Zum Vergleich:MoS₂ Pulver wurde mit den gleichen Schritten hergestellt, außer dass GO hinzugefügt wurde.

Charakterisierung

Ein dünnes Stück MoS₂ /RGO-Film, der aus den MoS2/RGO-Aerogelen geschnitten wurde, wurde verwendet, um eine weitere Charakterisierung durchzuführen. Feldmissions-Rasterelektronenmikroskopie (FESEM, JEOL JSM-6700F) und Feldemissions-Transmissionselektronenmikroskopie (FETEM, FEI, Tecnai G2 F30) wurden verwendet, um die erhaltenen Proben zu charakterisieren. XRD-Analyse (PANalytical PW3040/60) mit Cu Kα-Strahlung (λ = 1,5406 Å) von 10° bis 80° wurde verwendet, um die Substanz des MoS2/RGO-Films und des MoS2-Pulvers zu bestätigen.

Elektrochemische Messungen

Der MoS2/RGO-Film wurde direkt als bindemittelfreie Anode verwendet, ohne Bindemittel und leitfähiges Mittel. Es wurde in einer Glovebox zu einer münzartigen Halbzelle zusammengebaut, mit einer Lithiumfolie als Gegenelektrode und Celgard 2400 Polymer als Separator. Der Elektrolyt bestand aus 1 µM LiPF6 in Ethylencarbonat (EC) und Diethylcarbonat (DEC). Nach dem Zusammenbau wurde die Zelle für weitere Messungen 24 h in der Glovebox gealtert. Die galvanostatischen Ladungs-/Entladungs-(GCD)-Messungen wurden mit einem Batteriemesssystem (Land, China) und zyklische Voltammetrie (CV)-Tests wurden mit der Autolab-Workstation (PGSTAT-302N) durchgeführt. Die Prüfung wurde im Potentialbereich von 0,01–3,0 V (gegen Li1/Li) durchgeführt. Elektrochemische Impedanzspektren (EIS) Experimente wurden mit 10 mV Amplitude in der Frequenz von 100 kHz bis 0,01 Hz durchgeführt.

Ergebnisse und Diskussion

Die MoS2/RGO-Aerogele wurden mit einem hydrothermalen Verfahren, Gefriertrocknung und Wärmebehandlung hergestellt. Abbildung 1 zeigt den Vorbereitungsprozess der MoS2/RGO-Elektrode. Detaillierte Methoden wurden unter Materialien und Methoden beschrieben. Wie in Zusatzdatei 1:Abbildung S1 und Zusatzdatei 2:Abbildung S2 gezeigt, ist der erhaltene MoS₂ /RGO-Aerogel könnte die Integrationsstruktur beibehalten. Das ausgezeichnete mechanische Verhalten wurde von der reichen Porosität der gesamten Struktur und der Verbindung der Graphenschichten begünstigt, die ein großes Potenzial als bindemittelfreie Elektrode aufweisen.

Schema der Herstellung einer hybriden Nanostruktur von MoS2/RGO

Abbildung 2 zeigt die Morphologie von MoS₂ /rGO-Aerogel. Es wurde eine poröse Struktur mit faltigen, miteinander verbundenen Graphenschichten beobachtet (Abb. 2a), wobei MoS₂ Nanostrukturen bedeckten die gesamten Graphenschichten. Die Mikrostruktur von MoS₂ /RGO-Aerogele wurde mit TEM weiter bestätigt (Zusätzliche Datei 3:Abbildung S3). Wie in Abb. 2c und d dargestellt, ist der MoS₂ Nanostrukturen wurden auch nach langer Ultraschallbehandlung auf dem Graphen verteilt, was die starke Wechselwirkung von MoS₂ . veranschaulicht auf Graphen. Das hochauflösende TEM-Bild wurde in Abb. 2f angezeigt. Die Graphenschichten wurden mit MoS₂ . bedeckt Nanostrukturen, bei denen Gitterabstände von 0,61 und 0,27 nm beobachtet wurden, die für (002)- und (100)-Ebenen von MoS₂ . verantwortlich waren [29]. Das SAED-Muster (Einschub von Abb. 2f) zeigte mehrere Beugungsringe, die gut MoS₂ . entsprachen Flugzeuge [30]. Diese Ergebnisse zeigten, dass MoS2-Nanostrukturen auf Graphenschichten eine gute Kristallinität aufwiesen. Die elementare Verteilung des Aerogels wurde nachgewiesen (Abb. 2g–j), wobei die Mo-, S- und C-Elemente fast mit der gesamten Struktur überlappten, was auf eine erfolgreiche Herstellung des Komposits hinweist.

a , b REM-Bilder und c , d , e , f TEM- und HRTEM-Bilder der MoS2/RGO-Probe. g –j TEM-EDX-Mapping von Mo-, S- und C-Elementen. Der Einsatz in f ist das entsprechende SAED-Muster

Röntgenbeugungsexperimente (XRD) wurden ebenfalls durchgeführt. Wie in Abb. 3a gezeigt, sind die XRD-Muster des MoS₂ Pulver könnte für hexagonales 2H-MoS₂ . verantwortlich sein (JCPDS 37-1492). Der starke Reflexionspeak bei 2θ = 14.2 ^o gehörte zur (002)-Ebene mit einem d-Abstand von 0,62 nm. MoS₂ /RGO-Komposit zeigte die ähnliche kristalline Struktur von reinem MoS₂ , was auf eine Schichtstruktur hinweist. Vergleich mit dem MoS₂ Proben wurde in den MoS2/RGO-Proben ein offensichtlicher Peak bei 26,3° beobachtet, der der (002)-Beugungspeak von Graphen sein könnte, der die Graphensubstanz in den Kompositen offenbart [31]. Es sei darauf hingewiesen, dass die offensichtlichen Peaks bei 14,4°, 32,7° und 58,3° dem (002), (100) und (110) Beugungspeak von MoS₂ . zugeschrieben wurden , was mit den vorherigen SAED-Musterergebnissen übereinstimmte. Insbesondere das MoS₂ (002) Reflexionspeak, der eine gestapelte Natur von geschichtetem MoS2 anzeigte, war für MoS₂ . abgeschwächt /RGO-Komposit, was auf die Bildung einer mehrschichtigen MoS2-Struktur hindeutet [26, 32]. Die Peaks von Graphen waren deutlicher als die von MoS₂ , was weiter bestätigt, dass das MoS₂ wurde von einer Graphenschicht im MoS₂ . umhüllt /RGO-Aerogele [26, 32].

a XRD-Muster von MoS2/RGO- und MoS2-Proben. b Raman-Spektren von MoS2/RGO und MoS2

Um die Natur von MoS₂ . weiter zu bestätigen Nanostruktur und Graphenschicht, Raman-Spektroskopiemessungen wurden ebenfalls durchgeführt [33,34,35]. Wie in Abb. 3b gezeigt, ist der MoS₂ /RGO Aerogel zeigte das E_2g und A_1g Peaks von MoS₂ bei den Frequenzen 380,2 und 403,6 cm ⁻¹ [18, 36]. Insbesondere wurde berichtet, dass das einschichtige MoS₂ Nanostruktur mit anderer Herstellungsmethode würde ein A_1g . aufweisen Spitze bei 402–404 cm ⁻¹ [37,38,39] zur weiteren Identifizierung der wenigen Schichten von MoS₂ Kristalle im MoS₂ /RGO-Aerogel. Außerdem sind die Peaks bei 1354,3 cm ⁻¹ und 1591,6 cm ⁻¹ wurden in Abb. 3b beobachtet, die charakteristische Peaks der D- und G-Banden von Graphen waren [40,41,42]. Das Intensitätsverhältnis I _D /Ich _G war in der Regel mit den Graphen-Defekten assoziiert [35]. Der berechnete Wert beträgt 1,08, was auf das reduzierte Graphen mit einigen Defekten hinweist [34].

Um die Leistung der MoS2/RGO-Elektrode zu demonstrieren, CV-Messungen mit einer Abtastrate von 0,5 mV s ⁻¹ wurden ausgeführt. Abbildung 4a zeigt die ersten drei CV-Kurven des MoS2/RGO-Verbundmaterials. Ein breiter Schulterpeak wurde bei 0,95 V beobachtet, als es im ersten kathodischen Durchlauf des MoS₂ . Reduktionspeaks bei 0,65 V gab /RGO-Elektrode. Der Peak bei 0,95 V stand im Zusammenhang mit der Li+-Interkalation in MoS₂ Zwischenschichtraum zur Bildung von LixMoS₂ , mit einem Phasenumwandlungsprozess zur 1T(oktaedrischen) Struktur von LixMoS2 aus 2H (trigonal prismatisch) [43, 44]. Der andere Peak bei 0,65 V wurde von dem Prozess zur Bildung von Li₂ . begleitet S und metallisches Mo von LixMoS₂ [45,46,47]. In den folgenden Entladungsscans gab es Reduktionspeaks bei 1,80 V und 1,05 V, was auf einen anderen Reaktionsprozess hinweist. Für MoS₂ . wurde ein ausgeprägter Peak bei 2,34 V beobachtet /RGO-Elektrode in den reversen anodischen Scans, was auf die Bildung von Schwefel hinweist [43]. Daraus könnte geschlossen werden, dass Schwefel, Mo und wenige MoS₂ wurden nach dem ersten Zyklus gebildet und blieben in den folgenden Zyklen gleich [36, 48, 49, 50]. Außerdem waren die Entladungskurven bis auf die erste identisch, was auf die elektrochemische Stabilität des MoS₂ . hinweist /RGO-Verbund. Die ersten drei GCD-Kurven der MoS2/RGO- und MoS2-Elektroden wurden in Abb. 4b und c gezeigt. Im ersten Entladungszyklus der MoS2-Elektrode wurden bei 1,05 V und 0,65 V zwei Potentialplateaus beobachtet (Abb. 4b). Das 1,05 V-Plateau wurde von der Bildung von LixMoS₂ . begleitet , und das Plateau bei 0.65 V stand im Zusammenhang mit der Reaktion der Bildung von Mo-Partikeln aus MoS₂ . In den ersten Entladezyklen wurde eine Steigungspotentialkurve unterhalb von 0,52 V beobachtet, was das Auftreten einer gelartigen Polymerschicht aufgrund des Abbaus des Elektrolyten bedeutet [51,52,53]. Das MoS₂ Elektrode zeigte Plateaus bei 2,0, 1,20 und 0,45 V in den folgenden Entladungskurven. Beim Ladeprozess wurde für die MoS2-Elektrode ein deutliches Plateau bei 2.35 V beobachtet. Für die MoS2/RGO-Elektrode (Abb. 4c) gab es während des ersten Entladungszyklus kein offensichtliches Potenzialplateau, mit Ausnahme eines Wochenplateaus bei 1,1–0,6 V, das hauptsächlich auf den überlappenden Lithiumprozess in MoS2 und RGO zurückgeführt wurde [54 ]. Die MoS2/RGO-Elektrode zeigte in den folgenden Entladungszyklen in Übereinstimmung mit den CV-Ergebnissen ein Plateau bei 1,95 V. Während der Ladezyklen ist das MoS₂ /RGO-Elektrode zeigte ein Plateau bei 2,2 V. Abbildung 4c zeigt die Entlade- und Ladekapazität von MoS₂ /RGO und MoS₂ Elektrode. MoS₂ /RGO-Elektrode lieferte 2215 mAh g ⁻¹ Entladekapazität im ersten Entladezyklus, mit einer reversiblen Ladekapazität von 1202 mAh g ⁻¹ . Die entsprechenden Werte für den MoS₂ waren 671.1 mAh g ⁻¹ und 680.5 mAh g ⁻¹ , bzw. Die irreversiblen Prozesse im ersten Zyklus, wie die Zersetzung des Elektrolyten und die Bildung eines SEI-Films, führen zur Irreversibilität [55, 56].

Die ersten drei zyklischen Voltammogramme von MoS2/RGO-Aerogel bei einer Abtastrate von 0,5 mV s-1 (a ). Galvanostatische Lade- und Entladekurven von MoS2/RGO-Aerogel (b ) und MoS2 (c ) Elektroden bei einer Stromdichte von 100 mA g-1. d Bewerten Sie die Leistung von MoS2/RGO-Aerogel- und MoS2-Elektroden bei verschiedenen Stromdichten. e Zyklenleistung von MoS2/RGO-Aerogel- und MoS2-Elektroden bei einer konstanten Stromdichte von 100 mA g-1

Die Kursleistungen von MoS₂ /RGO-Elektrode und MoS₂ Elektroden wurden in Abb. 4d gezeigt. Vergleich mit einzelnem MoS₂ Elektroden lieferten MoS2/RGO-Elektroden höhere Kapazitäten. Eine Kapazität von 1041 mAh g ⁻¹ bei 100 mA g ⁻¹ wurde nach 50 Entlade-/Ladezyklen für das MoS₂ . beibehalten /RGO-Elektrode, was auf eine gute elektrochemische Reversibilität sowie eine lange Zyklenstabilität hinweist. Im Vergleich dazu ist das MoS₂ Elektrode hielt nur 512 mAh g ⁻¹ Kapazität bei 100 mA g ⁻¹ nach 50  Zyklen. Darüber hinaus nahm die spezifische Kapazität der MoS2-Elektrode stark ab, wenn der Strom von 2000 mA g ⁻¹ . abnahm bis100 mA g ⁻¹ . Die Zyklusergebnisse bei 100 mA g ⁻¹ wurden in Abb. 4e gezeigt. Das MoS₂ Elektrode zeigte eine schlechte Zyklenleistung. Es gab fast keine Abnahme der anfänglichen 20 -Zyklen. Die reversible (Lade-)Kapazität nahm jedoch von 892 mAh g ⁻¹ . ab bis 110 mAh g ⁻¹ nach 100  Zyklen, mit nur 12,3% Kapazitätserhalt. Im Gegenteil, der MoS₂ /RGO-Elektroden zeigten eine verbesserte Zyklenfestigkeit. Eine reversible Kapazität von 667 mAh g ⁻¹ , mit einer Kapazitätserhaltung von 58,6% wurde nach 100 Zyklen erhalten. Die Ratenleistung und Zyklenstabilität der reinen RGO-Elektrode wurden auch in Zusatzdatei 4 angezeigt:Abbildung S4. Die RGO-Elektrode lieferte eine reversible Ladekapazität von 297,8 mAh g ⁻¹ bei 100 mA g ⁻¹ . Wenn sich die Stromdichte von 2000 mA g ⁻¹ . umkehrt bis100 mA g ⁻¹ , die spezifische Kapazität von 202,2 mAh g ⁻¹ wurde für die RGO-Elektrode aufbewahrt. Tabelle 1 zeigt einen Vergleich der Kapazitätsleistung des bindemittelfreien MoS2/RGO und anderer Materialien auf Basis von MoS2/rGO, die in der Literatur aufgeführt sind [57,58,59,60,61,62,63]. Es zeigte sich, dass die bindemittelfreie MoS2/RGO-Elektrode eine hohe Kapazität im Vergleich zu anderen jemals berichteten porösen MoS2/RGO-Kompositen aufwies. Diese Ergebnisse veranschaulichten die erfolgreiche Einführung von RGO und die wichtige Rolle, die es im Delithium-Lithium-Prozess spielte [57]. Erstens lieferte die Graphenschicht mit hochporöser Architektur reichhaltige aktive Zentren für das MoS₂ Nanostruktur, die die Aggregation von MoS₂ . verhinderte . Zweitens verringerte das Graphen mit guter Leitfähigkeit den Übergangswiderstand und förderte die Elektronenübertragung und den Ionentransport, was zu einer verbesserten Geschwindigkeitsfähigkeit führte. Drittens fungierte das RGO-Aerogel mit mehrskaliger poröser Struktur als elastische Pufferschicht, die die Volumenausdehnung während des Delithium-Lithium-Prozesses effektiv einschränkte und somit zu einer besseren Zyklenstabilität führte.

Für die Proben wurden auch elektrochemische Impedanzspektren (EIS)-Messungen durchgeführt. Abbildung 5a zeigt die Nyquist-Plots von MoS₂ /RGO und MoS₂ Elektroden nach 100 Entlade-Ladezyklen bei 100 mA g ⁻¹ . Der erste Halbkreis repräsentierte den Widerstand gegen die Migration von Lithiumionen durch die SEI-Filme (R1), während der zweite Halbkreis für den Widerstand des Ladungstransports (Rct) stand. R2 stand im Zusammenhang mit dem Widerstand des Elektrolyten [26]. Die ZView-Software wurde verwendet, um die Kurven von MoS₂ . anzupassen /RGO und MoS₂ Elektroden. Die angepassten Werte sind in Abb. 5b aufgeführt. Aus der Tabelle die Rct des MoS₂ /RGO-Elektrode (10,74Ω) war kleiner als MoS₂ (44,07 Ω), was darauf hinweist, dass rGO einen verbesserten Ladungstransferprozess während Entladungs-Ladungs-Aktionen bewirken könnte und somit eine gute Ratenfähigkeit zeigt.

a Nyquist-Diagramme von MoS2/RGO- und MoS2-Elektroden im voll geladenen Zustand nach 100 Zyklen bei 100 mA g ⁻¹ , und b Werte von R1, R2 und Rct, die durch Anpassen von Daten gemäß dem in a dargestellten Ersatzschaltungsmodell erhalten wurden

Um den Einfluss wiederholter Lade-/Entladevorgänge auf die so hergestellten Proben zu untersuchen, wurden FESEM an den Proben nach 100 Zyklen bei 100 mA g ⁻¹ . durchgeführt (Zusätzliche Datei 1:Abbildung S1). Die MoS2/RGO-Elektrode behielt eine gut strukturierte Struktur ohne Risse. Die FESEM-Querschnittsbilder in zusätzlicher Datei 1:Abbildung S1c und d zeigten die hochkomprimierbare Graphenschicht, in der Nanopartikel verteilt waren. Im Gegensatz dazu wurden auf dem unberührten MoS₂ . starke Risse beobachtet Elektrode in Zusatzdatei 1:Abbildung S1e und f. Dies lag hauptsächlich an der Volumenausdehnung des aktiven Materials während des Zyklens, was zu einer Partikelaggregation führte. Die obigen Ergebnisse veranschaulichten die wichtige Rolle der Graphenschicht bei der Hemmung der Volumenausdehnung im Zyklusprozess (Zusatzdatei 5:Abbildung S5).

Schlussfolgerung

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Hybrid-MoS₂ /RGO-Aerogele mit reichen Mikroporen wurden hergestellt. Die präparierten Aerogele werden ohne Binde- und Leitmittel als Elektroden verwendet. Ein solches Nanostrukturdesign mit zahlreichen Mikroporen ist nicht nur vorteilhaft, um ein 3D-Netzwerk für einen verbesserten Elektronentransfer bereitzustellen, sondern kann auch die Transportstrecke verkürzen, was zu einer verbesserten elektrochemischen Geschwindigkeit und einer stabilen Leistung als Anodenelektroden für LIBs führt. MoS₂ /RGO Aerogel liefert spezifische Kapazitäten von 1041 mA h g ⁻¹ bei 100 mA g ⁻¹ , was dem synergistischen Effekt von MoS2-Nanostruktur und leitfähigem Graphen sowie dem bindemittelfreien Design mit reichlich Mikroporen zugeschrieben wird. Die Studie bietet nützliche Erkenntnisse zur Realisierung von Hochleistungs-Anodenelektroden für LIBs mit hoher Kapazität und langer Zyklenstabilität.

Abkürzungen

2H:

Trigonalprismatisch

Lebenslauf:

Zyklische Voltammogramme

EIS:

Elektrochemische Impedanzspektroskopie

GCD:

Galvanostatische Aufladung/Entladung

GO:

Graphenoxid

HRTEM:

Hochauflösendes TEM

LIBs:

Lithium-Ionen-Akkus

MoS₂ :

Molybdändisulfid

MoS₂ /RGO:

MoS₂ / reduziertes Graphen

R1:

Lithium-Ionen-Migrationsbeständigkeit durch die SEI-Filme

R2:

Der Widerstand des Elektrolyten

Rct:

Der Widerstand des Ladungstransports

SAED:

Ausgewählte Bereichselektronenbeugung

TMDs:

2D-Übergangsmetalldichalkogenide

XRD:

Röntgenbeugung