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Carbon-coated MoS_(2) nanosheets@CNTs-Ti_(3)C_(2) MXene quaternary composite with the superior rate performance for sodium-ion batteries

引用

Journal of Materials Science & Technology 2022年第5期100卷 101-109页

作者： Fengyi He Cheng Tang Yadong Liu Haitao Li Aijun Du Haijiao Zhang Institute of Nanochemistry and Nanobiology Shanghai UniversityShanghai 200444China School of Chemistry Physics and Mechanical EngineeringScience and Engineering FacultyQueensland University of TechnologyBrisbaneQLD 4001Australia

The exploration of advanced MoS_(2)-based electrode materials overcoming their inherent low conductivity and large volume changes is of importance for next-generation energy storage.In this work,we report a simple and high-efficient one-pot hydrothermal approach to prepare a unique and stable 1D/2D heterostructure.In the architecture,ultrathin carbon layer-coated MoS_(2) nanosheets with large expanded interlayer of 1.02 nm are vertically grown onto the Ti_(3)C_(2) MXene and cross-linked carbon nanotubes(CNTs),giving rise to a highly conductive 3D network.The interlayer expanded MoS_(2) nanosheets can greatly facilitate the Na ions/electrons transmission.Meanwhile,the N-doped 1D/2D CNTs-Ti_(3)C_(2) matrix can be used as a strong mechanical support to well relieve the large volume expansion upon cycles.As a combination result of several advantages,the developed quaternary C-MoS_(2)/CNTs-Ti_(3)C_(2) composite anode shows an excellent sodium storage performance(562 mA h g^(-1) at 100 mA g^(-1) after 200 cycles)and rate capability(475 mA h g^(-1) at 2000 mA g^(-1)).The density functional theory calculations further prove that the full combination of layer-expanded MoS_(2) nanosheets and N-doped Ti_(3)C_(2) matrix can significantly enhance the adsorption energy of Na ions,further resulting in the enhancement of sodium storage capabilities.

关键词： MoS_(2)nanosheets Ti_(3)C_(2)MXene quaternary composite Nitrogen doping Sodium-ion batteries

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