科学家找到单步制备钠离子电池复合电极的方法

澳大利亚的一组研究人员开发了一种单步骤方法制备CN/MoS2纳米复合材料。这些纳米复合材料被证明可以作为钠离子电池的高性能电极。研究结果显示，使用CN/MoS2阳极材料的钠离子电池具有605mAh/g的高比容量。

由于锂（Li）材料的相对稀少以及较高的价格，在过去十多年间，科学家和产业界一直在寻找代替锂离子电池的技术方案。而钠（Na）离子电池成为其中较具竞争力的候选者。

过去的研究表明，硫化钼（MoS2）是钠离子电池中理想的阳极材料。这得益于层状结构的MoS2具有较大的层间间隔，可以容纳半径较大的钠离子（钠离子半径为：0.098nm；锂离子半径为：0.076nm）。

尽管以硫化钼为阳极的钠离子电池具有670mAh/g的理论比容量，但却表现出较快的容量衰减（capacity fading），也就是说，随着使用次数的增大，其比容量快速减小。为此，研究人员提出了“硫化钼/碳基材料复合体作为电极”的替代方案，以试图解决钠离子电池的容量衰减问题。

但是，这引起了另一个难题。由于电极复合了两种不同的材料，而他们通常需要在不同温度下进行晶化，因此，在制备过程中需要分别处理，从而导致耗时较长、成本较高的结果。而寻找一种简单的电极材料制备方案成为了研究者们面临的重大挑战。

最近，澳大利亚纽卡斯尔大学（The University of Newcastle）的研究人员在这方面取得了重要的进展。他们选择了合适的前驱体材料，通过一次晶化的方式成功的将硫化钼和氮化碳（CN）进行复合，并探索了不同烧结温度对CN/MoS2纳米复合材料组分、形貌和界面键合的影响。

随后，研究人员将这些CN/MoS2纳米复合材料应用于钠离子电池的阳极，获得了优异的性能。使用了这些CN/MoS2复合电极的钠离子电池具有605mAh/g的高比容量，和良好的循环特性。

暂时，这项研究的结果尚不能给商用化的钠离子电池带来革命化的改变，但制备路径的革新将有助于在未来开发出更出色的电极材料。