近日，我院楊劍教授課題組，在金屬硫化物負極材料的研究中取得突破進展。相關研究成果以”Hollow nanospheres of mesoporous Co9S8 as a high-capacity and long-life anode for advanced lithium ion batteries” 在線發(fā)表在能源材料領域高學術水平期刊《Nano Energy》雜志上（IF=10.211，Nano Energy, 2015, 12, 528-537），第一作者是博士生周艷麗。這也是該課題組在此雜志上發(fā)表的第二篇論文。
近年來，傳統(tǒng)的商業(yè)化的石墨材料 （理論比容量僅為372 mAh g?1）已經無法滿足日益增長的市場需求。因此，開發(fā)高比容量、長循環(huán)壽命和價格廉價的新材料迫在眉睫。過渡金屬硫化物作為一種新型的負極材料已經引起了科研者的廣泛關注，在眾多的硫化物材料中，硫化鈷不僅具有較高的理論比容量，而且具備良好的電導率，最重要的是其安全系數(shù)較高。因此該類材料被認為是石墨材料的潛在替代材料之一。
該課題組采用溶劑熱法結合熱處理法，成功設計合成了一種介孔的空心的Co9S8納米球負極材料，該材料在100 mAg-1的電流密度下，循環(huán)100圈，可逆比容量仍可高達1414 mAh g-1。在電化學循環(huán)過程中，該課題組觀察到了容量大幅度提升的現(xiàn)象，并采用比較系統(tǒng)性的電化學數(shù)據給予一定的理論支持，認為該現(xiàn)象與電化學反應導致材料比表面積增加所引起的電容行為密切相關。此外，將上述材料進行碳包覆以后，在2 A g-1的大電流密度下，循環(huán)800圈，可逆比容量仍然保持在896 mA h g-1，在鋰電中展示出了潛在的應用前景。
另外，該課題組還采用上述類似的方法，成功制備了無定型碳包覆的碳納米管支撐的Co9S8復合物納米材料，該材料在大電流密度下，同樣展現(xiàn)出了非常穩(wěn)定的循環(huán)性能。其相關結果發(fā)表在《Nanoscale》雜志上（Nanoscale, 2015, 7, 3520-3525）。除此之外，該課題組采用溶劑熱法制備的MoS2空心球負極材料，在鋰電中也展現(xiàn)出潛在的應用前景。此結果發(fā)表在《ACS Appl. Mater. Interface》雜志上（ACS Appl. Mater. Interface, 2013, 5, 1003-1008），目前已被引用將近60次，并入選高引用次數(shù)論文（ISI Highly Cited Papers）。
上述系列研究得到了得到國家科技部973計劃、國家自然科學基金、山東省杰出青年基金/面上基金、山大自主創(chuàng)新基金和山東齊魯青年學者基金等項目資助。
相關連接：http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285515000208
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