نقش مواد کربنی در بهبود عملکرد مولیبدن سولفید در باتری های لیتیوم یون: چالش ها و استراتژی ها

Abstract

مواد کاربردی جدید برای تبدیل و ذخیره انرژی در سال های اخیر پیشرفت چشم‌گیری داشته‌اند. به دلیل ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی منحصربه‌فرد، نانوصفحات بسیار نازک ساخته شده، از مواد سولفید فلزی واسطه لایه‌ای (MoS2) که ممکن است آند باتری لیتیوم یونی (LIB) با ظرفیت بالا باشد. رسانایی ذاتی ضعیف نانوصفحات تک لایه، نیروهای قوی واندروالس و تغییرات حجم شدید در طول چرخه‌های متوالی عملی بودن آن‌ها را محدود می‌کند. تحقیقات اخیر نشان داده است که طراحی کامپوزیت و مورفولوژی نانوسیم می‌توانند این چالش‌ها را حل کنند. این مقاله تحقیقات فعلی در مورد کامپوزیت‌های مبتنی بر دی سولفید مولیبدن را به عنوان مواد آندی برای باتری‌های لیتیوم یونی (LIBs) مرور می‌کند و ویژگی‌های ساختاری اشکال خالص و کامپوزیت را مورد بحث قرار می‌دهد. این مقاله در مورد آندها و کاتدها، ریزساختار و عملکرد الکتروشیمیایی باتری لیتیوم یونی ثانویه مبتنی بر MoS2 بحث می‌کند. برای باتری‌های لیتیوم یون، دی سولفید مولیبدن امیدوار کننده به نظر می‌رسد. ظرفیت برگشت پذیر بالا (1290 میلی آمپر ساعت بر گرم) و قابلیت سرعت (554 میلی آمپر ساعت بر گرم پس از 20 سیکل در نرخ 50) ولتاژ ورودی متوسط آن را جبران می‌کند (2 ولت). در نهایت، ما عملکرد الکتروشیمیایی مواد آند جدید را در باتری‌های لیتیوم یون ارزیابی می‌کنیم و ساختار، پیشرفت‌ها و چالش‌های آن‌ها را مورد بحث قرار می‌دهیم.