课程介绍
目的：以二硫化钼为代表的二维层状材料由于其优异的物理化学性质引起了科研工作者的广泛兴趣。与石墨烯相比，MoS2 层间距较大，层与层之间的范德华作用力较弱，有利于锂离子在其层间嵌入迁出，其理论容量可达 670 mAh/g，在锂离子电池负极材料领域展现出了巨大的应用潜力。然而，和大多数层状材料一样，MoS2 用作锂离子电池电极材料时存在导电性差、易团聚等问题，导致其充放电循环稳定性较差，无法满足使用要求。因此，如何提高 MoS2 的导电性、改善循环稳定性对于其在锂离子电池中的应用十分重要。
方法：首次采用固相球磨法实现了商品化粉体 MoS2 的剥离和氮掺杂，并通过将制得的氮掺杂 MoS2与石墨共球磨制备复合电极材料，以提高 MoS2 的比容量和循环稳定性。
结果：XRD、SEM、TEM、EDX、XPS 等表征结果表明，固相球磨法实现了 MoS2 粉体的剥离和氮掺杂，掺杂率可达 5.2%，放电比容量较未掺杂 MoS2 提高约 50%。经过固相球磨，氮掺杂 MoS2 和天然石墨均变成少数层的纳米片，且石墨纳米片均匀分散在氮掺杂 MoS2 纳米片中，有效阻止了 MoS2 纳米片的团聚，循环 100 周，比容量保持在初始容量的 80.88％，循环稳定性远远优于商品化 MoS2(15.9%)和未复合的氮掺杂 MoS2(33.4%)。
结论：利用固相球磨法成功制备出氮掺杂 MoS2 及其与石墨复合电极材料，表现出优异的电化学性能。
该方法简便、易行、成本低，为高性能锂离子电池电极材料的掺杂复合改性提供了新思路。
长沙市工商行政管理局