سنتز كامپوزيت كربن-دي سولفيد موليبدن به روش پيروليز مستقيم

Synthesis of carbon-molybdenum disulfide composite by direct pyrolysis

دي سولفيد موليبدن (MoS2) به عنوان يك ماده آند اميدواركننده در باتري­هاي ليتيوم يون توجه بسياري را به خود جلب كرده است. ساختار دوبعدي اين ماده، سبب ذخيره سازي بالاي يون هاي ليتيوم و در نتيجه ظرفيت تئوري بالاي آن مي­شود. هدايت الكتريكي/يوني ضعيف ذاتي، انبساط حجمي و پودر شدن، انباشت تنش در الكترود MoS2 در حين فرآيند شارژ-دشارژ، به طور قابل‌توجهي منجر به زوال سريع ظرفيت، نرخ پذيري و عمر چرخه­­اي پايين آن مي‌شود. براي رفع معايب ذكر شده، كامپوزيت كربن-دي سولفيد موليبدن (C/MoS2) از طريق روش پيروليز مستقيم به عنوان آند باتري ليتيومي سنتز شده است. براي اين منظور پيش ماده­هاي موليبدني و گوگردي به صورت مستقيم در فوم پلميري نفوذدهي شده و با عمليات حرارتي در دماي C° 700 كامپوزيت C/MoS2 سنتز شد. كامپوزيت ساخته شده ظرفيت برگشت پذير حدود mAhg-1 580 را به نمايش گذاشت. آند ساخته شده از MoS2 پس از 100 چرخه شارژ-دشارژ، ظرفيت بالاي خود را حفظ نموده است.

Most transition metal dichalcogenides (TMDs) are suitable for use in the energy storage industry. Layered molybdenum disulfide has attracted much attention as a promising anode material for lithium ion batteries. Each MoS2 layer has an S-Mo-S configuration that has a layer of Mo atoms located through a strong covalent bond between two layers of S atoms. The two-dimensional structure of this material causes high storage of lithium ions and consequently its high theoretical capacity. Intrinsic poor electrical / ionic conductivity, volumetric expansion and pulverization, stress accumulation at the MoS2 electrode during the charge-discharge process, significantly lead to rapid capacitance degradation, low rateability and cycle life. To address these disadvantages, the molybdenum carbon-sulfide composite was synthesized by direct pyrolysis for use as an anode in a high-performance lithium-ion battery. Molybdenum and sulfur precursors have been substituted by direct penetration into carbon foam and pyrolysis has occurred by heat treatment at 700 °C. The built-in composite has a reversible capacity of about 600 mAh g-1, which is maintained after 100 cycles.