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锂离子电池因具有能量密度高、循环寿命长、环境友好等优点,被认为是便携式电子设备的主要能量储存器的理想之选。目前商业化的锂离子电池多采用石墨为负极,但石墨理论比容量(372 m Ah·g-1)较低。二维纳米片结构的过渡金属硫族化合物WS2、Mo Se2与石墨相比,具有较高的理论比容量和较大层间距,被认为是锂离子电池的很有希望的负极备选材料。同时二维纳米片结构的Mo Se2与体相材料相比活性位点增多,离子扩散距离更短。然而少层的纳米片由于具有较大的表面能,易堆叠,且在充电/放电过程中电荷转移速率慢,使电化学性能降低。基于此,本课题设计了一种Ag/硫族化合物的零/二维异质纳米结构,采用范德华力自组装方法将高导电零维银纳米粒子负载到二维WS2、Mo Se2纳米片表面,制备了Ag/WS2、Ag/Mo Se2两种复合材料,利用银纳米粒子的高导电性及其阻隔剂的作用来抑制纳米片的团聚,实现其高效协同储锂。主要研究内容及成果如下:(1)采用直接水溶剂“剥离”的方法制备了薄且结晶度好的二维WS2纳米片,进而采用范德华力自组装方法将Ag纳米粒子均匀地负载到WS2纳米片表面,制备了Ag/WS2复合材料,并研究了其作为锂离子电池负极材料的电化学性能。电化学测试表明,在电流密度分别为500 m A·g-1循环150次和1000 m A·g-1循环700次后表现出403.6 m Ah·g-1和308.6 m Ah·g-1的容量,容量保持率分别为96%和91%,当电流密度达到2000 m A·g-1时,其容量仍可达到266.6 m Ah·g-1,表现出良好的循环性能和倍率性能。(2)采用直接水溶剂“剥离”的方法制备了薄且结晶度好的二维Mo Se2纳米片,然后采用范德华力自组装方法将Ag纳米粒子均匀地负载到Mo Se2纳米片表面,制备了不同比例的Ag/Mo Se2的复合材料,当质量比Ag:Mo Se2=10:100时,在电流密度为100 m A·g-1下循环100次后,容量为443.2 m Ah·g-1,当电流密度增加到500 m A·g-1循环500次后,仍有415.5 m Ah·g-1的可逆容量,容量保持率为96%。另外也研究了Ag/Mo Se2纳米复合材料的析氢性能,其在电流密度为10 m A·cm-2下过电位为182 m V,Tafel斜率为80.3 m V·dec-1,表现出良好的析氢性能。这两种复合材料良好的电化学性能归结于以下两个方面:(1)二维纳米片作为主体材料不仅可以贡献较高的理论比容量,而且可以释放充放电过程中的应力,并抑制零维Ag纳米粒子的团聚;(2)零维Ag纳米粒子具有高的电子导电性,不仅可以提供优异的导电性,而且镶嵌在二维纳米片表面可以抑制这些纳米片的堆叠,使纳米片活性位点增多,最终实现了复合材料循环稳定性和倍率性能及析氢性能的大幅度提升。总之,本文通过一种简单、有效的方法成功实现了Ag纳米粒子分别与WS2,Mo Se2纳米片的自组装,实现了电化学性能的大幅度提高。