通过原位构建NiS2/Cu2S异质界面和硫空位来增强钠多硫化物的吸附性能，从而实现高性能的钠存储

《Small》：Enhanced Sodium Polysulfide Adsorption by In Situ Construction of NiS2/Cu2S Heterointerfaces and Sulfur Vacancies Enabling High-Performance Sodium Storage

镍二硫化物因高容量和低成本成为钠离子电池阳极材料的研究热点，但醚基电解质中钠多硫化物溶解引发过充失效问题。本文通过简便水热法合成硫空位富集的NiS?/Cu?S异质结纳米团簇/Ti?C?T? MXene复合电极，密度泛函理论计算和原位表征表明硫空位增强多硫化物吸附，异质界面电场加速钠离子吸附与多硫化物转化，协同效应使电极实现668 mAh g?1（0.1 A g?1）、482 mAh g?1（5 A g?1）容量及1000次循环后0.0034%容量衰减。该策略为解决多硫化物穿梭效应提供新思路。

　　

摘要

由于镍硫化物具有相对较高的容量和较低的成本，它们一直被积极研究作为钠离子电池的负极材料。然而，由于钠多硫化物的溶解，在基于醚的电解液中容易发生过充故障，这严重限制了它们的实际应用。本文通过一种简便的溶剂热方法，合成了富硫空位的NiS₂/Cu₂S异质结纳米簇，这些纳米簇锚定在Ti₃C₂T_x MXene纳米片（NCMX）上。密度泛函理论计算结合体外表征表明，硫空位显著增强了钠多硫化物的吸附能力，而异质界面诱导的内建电场促进了Na?的快速吸附，从而加速了它们高效转化为Na₂S的过程。这种协同效应赋予了NCMX负极卓越的钠离子存储性能：在0.1 A g^?1的电流密度下，其可逆容量达到668 mAh g^?1；在5 A g^?1的电流密度下，其倍率性能优异，为482 mAh g^?1；在1 A g^?1的电流密度下经过1000次循环后，其循环稳定性仍然保持在543 mAh g^?1，且每次循环的容量衰减仅为0.0034%。这种同时构建异质结和硫空位的策略为解决多硫化物的迁移问题、设计高性能的过渡金属硫化物负极以用于钠离子存储开辟了新的途径。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。