层间距增大的MoS2作为可充镁电池正极材料

   相比于锂离子电池，可充镁电池具有安全性高、比能量密度高且镁资源丰富等优点，有望在大型储能设备上得到应用，近年来逐渐受到重视。然而，可充镁电池目前仍处于初步发展阶段，限制其发展的主要原因之一就是缺少合适的正极材料。相比于Li+,Mg2+极性高，与正极材料有较强的库伦作用，使得其在正极材料中扩散缓慢。提高Mg2+扩散动力学的有效方法之一就是增大Mg2+的传输通道。

 最近，美国休斯敦大学Yanliang Liang等利用先分层再组装的方法，巧妙地将PEO作为层间填充物来增大商业化MoS2的层间间隔。当MoS2:PEO=1:1时，层间距可由原来的0.61 nm增加到1.45nm。Mg2+的扩散因子增大了两个数量级，材料活性大大提高，层间距增大的MoS2的容量增加了近200%，接近预测的最大理论容量。理论计算结果表明，增大层间距可以使Mg2+与正极材料的相互作用变弱，有利于Mg2+的快速传输。相比于减小粒径和引入偶极分子掩盖Mg2+电荷的方法相比，这种通过增大层间距来提高材料活性的方法不仅更有效，而且没有引入副反应，可以适用于多种主体材料。该方法为材料的空间设计提供了一个方向。该成果以”Interlayer-Expanded Molybdenum Disulfide Nanocomposites for Electrochemical Magnesium Storage”发表在Nano Letter上（DOI: 10.1021/acs.nanolett.5b00388）。