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过渡金属硫属化物具有较大的层间距、较高的理论容量和可控的微观形貌等特点,被认为是一类很有发展前景的钠/钾离子电池负极材料。然而,过渡金属硫属化物的低电子电导率不利于电极反应。此外,在充放电过程中体积膨胀严重,导致活性材料的粉化和松散接触,最终导致容量快速衰减。针对上述难题,本论文设计并制备不同形貌的过渡金属硫属化物纳米结构,详细讨论了电极材料电化学储钠和储钾机制。本文内容主要包括以下几点:(1)钼基硫属化物由于其层状结构和较高的理论容量常被用于钠离子电池电极材料,但其循环稳定性和倍率性能不好。以Mo-实心球为模板,采用溶剂热法通过离子交换机制制备了分层二硫化钼和二硒化钼中空纳米球。中空结构为钠离子的存储提供了高比表面积、大的电极-电解液接触面积和大量的电化学活性中心,可渗透的薄壳层缩短了钠离子和电子的扩散距离,提高了材料的离子电导率;内部空隙有效地缓解了电化学反应过程中应力诱导的结构变化,提高材料的稳定性。对样品的晶体结构、形貌、成分和价态进行了表征。作为钠离子电池的负极时,二硫化钼和二硒化钼中空纳米球具有良好的钠存储性能。在电流密度为1 A g-1下循环500圈后,二硫化钼和二硒化钼中空纳米球的比容量仅损失5.51%和7.79%,表明它们具有良好的储钠能力。(2)为了进一步提高二硒化钼钠存储性能,以ZIF-8衍生的氮掺杂多孔碳十二面体作为前驱体,在氮掺杂多孔碳十二面体上原位均匀生长二硒化钼纳米片,得到的纳米结构具有独特的核/壳结构,有利于电子转移和离子扩散,从而实现快速的表面控制电极反应动力学。该结构还能有效地提高电极的耐久性,抑制充放电过程中电极结构变化。用作钠离子电池负极,在0.2 A g-1时具有464 mA h g-1的高初始比容量,500圈循环后比容量可保持在437 mA h g-1。在大电流密度2 A g-1时,电极循环1000圈后仍能提供223 mA h g-1的比容量。(3)二硫化钒在嵌钠和脱钠过程中体积膨胀严重,导致其容量迅速衰减。以正辛胺为支撑剂,采用溶剂热法制备了超大层间距金属相二硫化钒纳米片,使(001)晶面的层间距从5.79?扩展到10.20?(扩展76.16%)。超大层间距可有效降低扩散势垒,为钠离子的快速扩散提供了宽阔的二维通道。此外,金属相二硫化钒纳米片的微米级横向尺寸和纳米片之间丰富的缓冲空间可以很好地保持电极材料结构的完整性。作为钠离子电池负极时,在电流密度0.1 A g-1下,初始放电比容量达570mA h g-1,100圈循环后比容量仍然保持在477 mA h g-1。在电流密度为1 A g-1时,电极800圈循环后容量仍然保持在286 mA h g-1。此外,作为钾离子电池负极时,在电流密度为0.1 A g-1时,初始放电比容量为543 mA h g-1。电极200圈循环后仍然保持良好的稳定性。