陕西师范大学Xuexia He课题组–中空结构二硫化钒复合还原氧化石墨烯架构可增强钠离子电池性能

作为典型的二维（2D）层状材料，（二硫化钒）VS₂由于与金属氧化物或其他2D材料相比具有较大的层间间距和高导电性，因此，具有在SIBs中应用的巨大潜力。还原氧化石墨烯（RGO）具有出色的电子性能和较大的比表面积，有利于快速电子传输和丰富的氧化还原位点。在这项工作中，首次开发了VS₂空心花球和RGO纳米复合材料，它是使用简便的溶剂热方法合成的。得益于特殊的分层结构，当在室温下用作SIBs的阳极材料时，制备的VS₂空心花球@RGO（命名为VS₂ HFS/RGO）纳米复合材料电极可提供高可逆放电比容量，在100 mA/g的电流密度下为430 mAh/g，优异的倍率性能（2 A/g）和出色的循环性能；在500次循环后，在100 mA/g时放电容量保持350 mAh/g。结果表明，VS₂ HFS/RGO纳米复合材料的动力学主要是电容控制的存储过程，高容量贡献有利于良好的速率性能。这项工作可以为SIBs的实际应用探索和寻找高性能阳极材料提供新的方法和潜力。

Figure 1. VS₂ HFS的形态特征和微观结构：（a）低倍FESEM图像；（b）放大的SEM图像；（c）高倍放大的FESEM图像；VS₂的TEM图像：（d–e）不同的放大图像；（f）高分辨率图像；（g-i）VS₂ HFS的EDX元素映射：（h）V和（i）S

Figure 2. VS₂ HFS/RGO纳米复合材料的相和形态特征：（a）XRD图；（b）拉曼光谱；（c–d）具有不同放大率的FESEM图像；（e–f）TEM图像；（g–j）VS₂ HFS/RGO纳米复合材料的EDX元素映射图像：（h）C、（i）V和（j）S

Figure 3. SIBs电化学表征：（a）VS₂ HFS和（b）VS₂ HFS/RGO纳米复合材料的循环伏安曲线；在100 mA/g的电流密度下，（c）VS₂ HFS和（d）VS₂ HFS/RGO纳米复合材料测得的第一，第二，第三和第十个周期的恒电流充放电曲线

Figure 4. VS₂ HFS和VS₂ HFS/RGO纳米复合电极的钠存储贡献的动力学分析：（a–b）在0.1至1.0 mV/s的不同扫描速率下的CV曲线；（c–d）通过绘制对数峰值电流（log i）对所施加扫描速率的对数（log v）来计算b值

Figure 5. 与VS₂ HFS和VS₂微型花相比，VS₂ HFS/RGO纳米复合材料的电化学测量：（a）在不同电流密度下的速率性能；（b）EIS奈奎斯特阻抗谱；（c）在100 mA/g的电流密度下的长期稳定性和库仑效率

Figure 6. VS₂ HFS的增长机制

相关研究成果于2019年由陕西师范大学Xuexia He课题组，发表在ChemElectroChem（https://doi.org/10.1002/celc.201901626）上。原文：Hollow Structure VS₂@Reduced Graphene Oxide (RGO) Architecture for Enhanced Sodium-Ion Battery Performance。