聚吡咯包覆MoS2/生物质碳复合材料的制备及电化学储钠性能研究*

赵莉君，谢 东，黄 瀚，曾 颖，欧阳东坤，魏育均，程发良，麦永津

(1.广东工业大学 材料与能源学院，广州 510006；2.东莞理工学院 生态环境与建筑工程学院，广东省先进纳米材料工程技术研究中心，广东 东莞 523808)

0 引 言

在“2030碳达峰，2060碳中和”的宏伟目标下，发展绿色能源，实现多元化的能源转型迫在眉睫。钠离子电池的成本低，安全性高，低温性能好，充电快，有望与发展成熟的磷酸铁锂、三元锂电池多元互补，极具市场竞争力。开发高性能的电极材料,尤其是负极材料，攻克钠离子电池能量密度低，循环性能差的难关，才能加快钠离子电池商用的步伐。

MoS2作为典型的二维层状过渡金属硫化物，层与层之间由微弱的范德华力结合，层间距较大(0.64 nm)，其理论比容量高达670 mAh/g。但MoS2作为钠离子电池负极材料也存在明显的劣势：(1)长循环中体积效应明显；(2)电子导电性差；(3)反应动力学缓慢[1]。目前常通过对材料改性比如：构筑多维纳米结构[2-3]、与导电碳材料复合(碳纳米管[4-5]、石墨烯[6-8]、聚吡咯[9-10]、多巴胺[11]、聚苯胺[12]等)、异原子掺杂[13]等方式来提升MoS2的电化学储钠性能。而生物质碳作为一种来源广泛，价格低廉的碳源，本身具有独特的微观结构以及丰富的杂原子如氮、硼、钾等，十分有利于钠离子的可逆脱嵌[14-17]。

本文采用了简单的一步水热法，在层状多孔结构的木棉花瓣生物质碳上原位生长MoS2纳米片，形成了PC/MoS2复合材料，并进一步采用溶液法包覆PPy层，构建了三元夹心结构PC/MoS2@PPy复合电极。由生物质碳与聚合物PPy构筑的层状夹心结构三元导电网络，有效提升了MoS2的电子导电性，缓解了材料循环过程中的体积效应。……