Реферат: В данной работе рассматриваются перспективы использования двумерных наноматериалов на основе MoS2 для создания натрий-ионных аккумуляторов (НИА). Слоистая структура дисульфида молибдена обеспечивает высокую емкость. Внедрение допирующих примесей может повысить как емкость, так и мощность устройства. Использование графита позволяет значительно увеличить стабильность при циклировании НИА. Для исследования взаимодействия функциональных материалов с натрием при разрядке и зарядке батарейки были синтезированы и охарактеризованы наноматериалы на основе MoS2. Увеличение температуры термолиза тетратиомолибдата аммония приводит к увеличению кристалличности образцов, что повышает стабильность работы ячейки. Модификация характеристик материала осуществлялась замещением атомов молибдена на атомы никеля и кобальта. При встраивании гетероатома происходит повышение электропроводности и диффузии Na в ячейке. Использование оксида графита во время термолиза приводит к стабильной работе образцов без уменьшения ёмкости ячейки. С использованием коммерчески доступного корпуса батарейки CR2032 разработана ячейка, позволяющая измерять рентгеновские спектрыпоглощения (XANES) и рентгеновские эмиссионные спектры(РЭС). Дляматериалов на основе дисульфидамолибденаMoS2, допированного никелем, и гибридного материала MoS2/графен был проведен анализ особенностей электронной и локальной структуры. Выполненные исследования показали возможность внедрения Ni и Co в решетку MoS2 при быстром термолизе соединений без формирования металлических кластеров Ni или Co. Сравнение XANES спектров S K-края показало наличие пред-краевого пика при 2465 эВ для образцов, допированных никелем и кобальтом. Появление данного пика может быть связано с проявлением примесных уровней вблизи дна зоны проводимости. Измерения спектров при разрядке ячейки с 2.5 В до 0.7 В показали понижение интенсивности и сдвиг линий спектров S K-края. Это указывает на изменение электронной структурыMoS2 при взаимодействии с ионами Na. РЭС S Kα спектры измерены для заряженной ячейки. При 0.1 В наблюдалось падение интенсивности Mo L3-края. Данные изменения связаны с переносом электронной плотности с натрия наMoS2 при электрохимической интеркаляции. При этомне происходит значительного изменения зарядового состояния и симметрии окружения для большей части никеля по данным, полученным из анализа XANES спектров Ni-края для заряженной (2.50 В) и разряженной батарейки (0.01 В).

Библиографическая ссылка: Федоренко А. , Загузина А.А. , Семушкина Г.И. , Николенко А.Д. , Кривенцов В.В. , Трубина С.В. , Окотруб А.В. , Булушева Л.Г.
Рентгеноспектральные исследования натрий-ионных аккумуляторов на основе дисульфида молибдена
Международная конференция Синхротронное излучение и лазеры на свободных электронах 24-28 июн. 2024