Porous MoS2/Carbon Spheres Anchored on 3D Interconnected Multiwall Carbon Nanotube Networks for Ultrafast Na Storage

材料科学 阳极 微观结构 碳纳米管 纳米技术 电化学 电极 碳纤维 电池(电) 化学工程 介孔材料 复合材料 复合数 催化作用 有机化学 物理 工程类 功率(物理) 化学 物理化学 量子力学
作者
Biao Chen,Huihui Lu,Jingwen Zhou,Chao Ye,Chunsheng Shi,Naiqin Zhao,Shi Zhang Qiao
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:8 (15) 被引量:215
标识
DOI:10.1002/aenm.201702909
摘要

Abstract The performance of lithium and sodium‐ion batteries is partly determined by the microstructures of the active materials and anodes. Much attention has been paid to the construction of various nanostructured active materials, with emphasis on optimizing the electronic and ionic transport kinetics, and structural stability. However, less attention has been given to the functionalization of electrode microstructure to enhance performance. Therefore, it is significant to study the effect of optimized microstructures of both active materials and electrodes on the performance of batteries. In this work, porous MoS 2 /carbon spheres anchored on 3D interconnected multiwall carbon nanotube networks (MoS 2 /C‐MWCNT) are built as sodium‐ion battery anodes to synergistically facilitate the sodium‐ion storage process. The optimized MoS 2 /C‐MWCNT possesses favorable features, namely few‐layered, defect‐rich, and interlayer‐expanded MoS 2 with abundant mesopores/macropores and carbon incorporation. Notably, the presence of 3D MWCNT network plays a critical role to further improve interparticle and intraparticle conductivity, sodium‐ion diffusion, and structural stability on the electrode level. As a result, the electrochemical performance of optimized MoS 2 /C‐MWCNT is significantly improved. This study suggests that rational design of microstructures on both active material and electrode levels simultaneously might be a useful strategy for designing high performance sodium‐ion batteries.
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