近球形MoS2负极材料的强化水热合成与电化学性能

分别以钼酸铵和硫脲为钼源和硫源，在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)软模板作用下，采用强化水热法在较短时间内制备出了近球形纯MoS2粉体材料。通过X射线衍射(XRD)、钨灯丝扫描电镜(SEM)、场发射扫描电镜(FESEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)，X射线光电子能谱(XPS)等表征方法，研究了近球形纯MoS2材料的微观形貌、晶体结构、元素组成及表面价态。结果表明：所制备得到的MoS2材料为由片状二硫化钼所构成的球体，尺寸为150nm左右，经过500℃加热处理2h后，微观形貌不变。经过恒流充放电测试，其在500mA/g的电流密度下，加热处理前的MoS2材料首次放电比容量高达874.7mAh/g，但存在较大的容量衰减，其循环充放电100次后容量保持率仅为53.3%，并且其首次充放电库伦效率仅为68.88%，直到第47次充放电时才稳定在100％；而经过500℃加热处理2h后的MoS2材料充放电的容量损失较小，循环稳定性增强，经过100次充放电后容量达571.3 mAh/g，容量保持率为83.2％，且库伦效率一直为100％稳定不衰减。加热处理后性能提升的原因一方面在于材料中残留氧化钼挥发，材料内部出现部分空隙，从而增大了活性物质与电解液的接触面积。另一方面加热处理提高了材料的结晶性，可以稳定MoS2的晶体结构，抑制嵌锂-脱嵌过程中的体积膨胀问题。