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?AFM：通過層狀VS4/SnS@C異質結構的高效截留效應穩定中間相助力超長壽命鉀離子電池

鉀離子電池（PIBs）由于價格低廉的鉀資源和令人滿意的電化學性能而受到越來越多的關注。目前，開發理想的負極材料仍然存在挑戰。二維金屬硫化物作為 PIBs 的負極表現出很高的比容量，但不穩定的反應中間體K_xS_y（K₂S，K₂S₅）的溶解和團聚不可避免地導致活性成分大量損失和反應可逆性差，從而導致壽命縮短。

中南大學紀效波教授、歐星教授將極性多硫化物VS₄引入到SnS納米片中，并構建了錨定在石墨烯支架中的層狀VS₄/SnS異質結構(VS₄/SnS@C)。

在這個框架中，具有不飽和橋接(S₂)^2–的VS₄可以作為錨定位點以穩定中間體 K_xS_y并具有有效的截留效應。此外，異質結構可以保持層狀SnS并以高轉換可逆性調節K_xS_y的分布。原位 X 射線衍射分析和理論計算證實，反應可逆性和中間體吸收率得到增強。

因此，VS₄/SnS@C電極表現出超長壽命，在1 A g^-1下循環6000次后容量達到 168.4 mAh g^-1。這種異質結構設計策略促進了對K存儲機制的理解，并顯著增強了反應可逆性，為解決金屬硫化物負極開發高性能 PIB 的挑戰提供了思路。

圖1 VS₄@SnS@C的制備及表征

圖2 VS₄@SnS@C復合材料的K⁺存儲特性

Stabilizing Intermediate Phases via Efficient Entrapment Effects of Layered VS4/SnS@C Heterostructure for Ultralong Lifespan Potassium-Ion Batteries. Advanced Functional Materials 2021. DOI: 10.1002/adfm.202103802

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