一步法合成Cu2-xS/ZnS复合材料的界面工程策略及其在锂离子电池超稳定负极中的应用

本文通过一步水热法构建Cu2-xS/ZnS杂化结构（hybrid structure），利用相界面内置电场（built-in electric field）显著提升锂离子（Li+）存储性能，实现416.9 mAh g?1@1 A g?1的优异长循环稳定性（1300次），为高能量密度锂离子电池（LIBs）负极材料设计提供新思路。

　　

Highlight

通过一步混合水热法合成的Cu_2-xS/ZnS杂化结构展现出独特的相界面效应（phase interface effect），其内置电场（built-in electric field）不仅加速了电子/离子传输，更在1 A g^?1电流密度下实现1300次循环后仍保持416.9 mAh g^?1的可逆容量，远超单一Cu_2-xS材料。

Results and discussion

有趣的是，自设计双腔反应釜（dual-chamber reactor）的旋转混合工艺使ZnS纳米颗粒（150°C预合成）与Cu_2-xS纳米片（180°C二次生长）形成紧密界面。高分辨电镜（HRTEM）显示清晰的晶格条纹（0.31 nm对应ZnS的(111)晶面，0.28 nm对应Cu_2-xS的(103)晶面），X射线衍射（XRD）证实两相共存。电化学测试揭示杂化结构的电荷转移电阻（R_ct）降低42%，证实界面电场对反应动力学的促进作用。

Conclusion

这项研究巧妙利用界面工程（interfacial engineering）策略，通过一步法构建异质结材料（heterostructure），为解决过渡金属硫化物（TMSs）的体积膨胀和导电性差等瓶颈问题提供了普适性方案，其"界面增强效应"（interface-enhanced effect）可推广至其他储能材料体系。