近期，華中科技大學(xué)和桂林理工大學(xué)研究者共同采用一步水熱法合成了MoS2新型復(fù)合材料——1T-MoS2/Ti3C2 MXene充放電網(wǎng)絡(luò)異質(zhì)結(jié)構(gòu)，并應(yīng)用于高性能鋅離子電池正極材料中，能使該電池實(shí)現(xiàn)高效的充放電目標(biāo)。
1T-MoS2/Ti3C2 MXene異質(zhì)結(jié)構(gòu)示意圖（圖源：F.Long/Chemical Engineering Journal）
眾所周知，鋰離子電池已經(jīng)主導(dǎo)了動(dòng)力電池市場(chǎng)，但是由于它存在安全性低、功率密度小、成本高和部分原材料難以獲得的不足，所以在固定式儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用受到限制。因此，開(kāi)發(fā)非鋰電體系的電池如水系鋅離子電池以滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求變得至關(guān)重要。
鋅離子電池因其低成本、高安全性、高功率密度和環(huán)境友好等特點(diǎn)，而在以削峰填谷、風(fēng)光電配儲(chǔ)、備用電源等為代表的固定式儲(chǔ)能領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。但是，該電池同樣存在一定的缺陷，比如正極材料導(dǎo)電性差和擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)行為緩慢等。
為了解決鋅離子電池的上述不足以及彌補(bǔ)純MoS2導(dǎo)電性差和不活躍的問(wèn)題，華中科技大學(xué)和桂林理工大學(xué)研究者共同構(gòu)建了1T-MoS2/Ti3C2 MXene異質(zhì)結(jié)構(gòu)。研究表明，異質(zhì)結(jié)構(gòu)的內(nèi)生電場(chǎng)可以作為電荷轉(zhuǎn)移力，有效促進(jìn)電子的轉(zhuǎn)移；1T-MoS2具有較大的層間距和較高的導(dǎo)電性；Ti3C2 MXene具有豐富的表面官能團(tuán)、可調(diào)的層間距和較強(qiáng)的電子導(dǎo)通能力；1T-MoS2/Ti3C2 MXene異質(zhì)結(jié)構(gòu)因具有良好的導(dǎo)電性、電化學(xué)穩(wěn)定性和較快的電子傳輸能力，而能顯著提高鋅離子電池正極材料的倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性。
該研究成果已以“Ultrastable and ultrafast 3D charge-discharge network of robust chemically coupled 1T-MoS2/Ti3C2 MXene heterostructure for aqueous Zn-ion batteries”為題發(fā)表在Chemical Engineering Journal上。
1T-MoS2/Ti3C2 MXene正極的儲(chǔ)能機(jī)理（圖源：F.Long/Chemical Engineering Journal）
