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중국과학원 허페이(合肥) 물질과학 연구원 산하 고체 물리 연구소 소속 "기능재료 연구실"의 자오방촨(趙邦傳) 연구원 연구팀은 MoS2 리튬이온 배터리(LIBs) 전극재료 연구분야에서 혁신적 연구개발 성과 달성.

연구팀은 MoS2 전극재료 전기 전도성이 비교적 취약한 문제점을 해결하기 위해 높은 전기 전도성을 가지는 금속인 Co 단일 품질과 MoS2 복합을 실현하기 위해 재료의 전기 전도 성능을 효과적으로 개선하였으며, 재료의 전기 화학 성능을 향상시켰으며, MoS2/Co 복합재료전극이 2A/g의 전류밀도 하에서 용량을 700mAh/g 이상 수준에서 지속적으로 유지할 수 있도록 함.

전극의 순환 안정성을 향상시키기 위하여 연구팀은 V4C3MXene와 MoS2 복합화하고 카본 코팅 공법을 이용하여 V4C3-MXene/MoS2/C 복합재료를 개발하였는데 V4C3-MXene은 효과적으로 재료의 전기 전도성과 전극구조의 안정성을 향상시키고 카본 코팅을 통해 재료의 구조를 한층 더 안정시킨 동시에 재료의 비표면적을 높여 전극재료의 전기화학 성능을 향상시켰으며, V4C3-MXene/MoS2/C 전극이 1A/s 전류밀도에서 450회 싸이클링 후에 용량을 600mAh/g 수준에 도달시킴으로써 10A/g 전류밀도에서 용량을 500mAh/g 수준으로 유지하는데 성공.

연구팀은 포도당 보조 수열(수열)방법을 이용하여 부분적인 층구조를 보유한 1T 위상 MoS2와 카본 복합의 1T-MoS2/C 재료를 합성하였는데, 이 복합재료는 1A/g 전류밀도에서 초기 용량이 920.6mAh/g 수준에 도달하는 것으로 나타났으며, 300회 싸이클링한 후의 용량은 870mAh/g 수준에 도달하는 것으로 나타났으며, 10A/g의 대전류밀도에서는 용량이 600mAh/g 수준에 도달하는 것으로 나타나 비교적 우수한 싸이클링 특성과 배율 성능을 발휘.

본 연구성과는 ‘ChemElectroChem, Nanoscale, Small’지에 게재.