吉林大学Bo Jin课题组--锚固在MoS2纳米片上的氧化还原石墨烯和Fe2O3纳米颗粒复合材料上用于锂存储

随着电动汽车和混合动力汽车的发展，对高性能锂离子电池的需求日益迫切。本文中，我们设计并制备了Fe₂O₃/MoS₂/rGO复合材料，其中独特的三维异质结构有效缓解了充放电过程中的体积变化，增强了活性物质的电导率，从而提高了电池的可逆容量。在低电流密度（200 mA g^-1）下，Fe₂O₃/MoS₂/rGO在100个循环后可提供906 mAh g-1的高放电容量。即使在高电流密度（1000 mA g^-1）下，经过500次循环放电容量也达到711 mAh g^-1。此外，Fe₂O₃/MoS₂/rGO还具有良好的倍率性能（在1500 mA g^-1时为608 mAh g^-1）。实验结果表明，Fe₂O₃/MoS₂/rGO的合成是制备具有优异电化学性能的锂存储负极材料的有效方法。

Figure 1. Fe₂O₃/MoS₂/rGO合成工艺示意图。

Figure 2. Fe₂O₃, MoS₂, Fe₂O₃/rGO, Fe₂O₃/MoS₂/rGO的XRD图。

Figure 3. Fe₂O₃/MoS₂/rGO的XPS：(a) O 1s，(b) Fe 2p，(c) S 2p，(d) Mo 3d，(e)全谱。

Figure 4. (a, b) Fe₂O₃, (c) MoS₂, (d) Fe₂O₃/rGO和(e, f) Fe₂O₃/MoS₂/rGO的FFESEM图。

Figure 5. (a, b) Fe₂O₃，(c, d) Fe₂O₃/rGO和(e, f) Fe₂O₃/MoS₂/rGO的TEM图。

Figure 6. (a)扫描速率为0.1 mV s⁻¹时，Fe₂O₃/MoS₂/rGO从0.01到3V的CV曲线。(b) Fe₂O₃/MoS₂/rGO在200mA g⁻¹时的放/充电曲线。(c) Fe₂O₃、Fe₂O₃/rGO、Fe₂O₃/MoS₂/rGO在200 mA g⁻¹时的循环性能和Fe₂O₃/MoS₂/rGO的库伦效率。(d) Fe₂O₃的倍率性能。(e) Fe₂O₃/MoS₂/rGO的长期循环性和库仑效率。

相关研究成果于2020年由吉林大学Bo Jin课题组，发表在ACS Appl. Nano Mater. ( DOI: 10.1021/acsanm.0c01709)上。原文：Composites of Reduced Graphene Oxide and Fe₂O₃ Nanoparticles Anchored on MoS₂ Nanosheets for Lithium Storage。