[发明专利]一种MoS2 有效
| 申请号： | 201911138168.8 | 申请日： | 2019-11-20 |
| 公开（公告）号： | CN110850301B | 公开（公告）日： | 2021-09-07 |
| 发明（设计）人： | 温新竹;秦少平;刘明真;杨雪婷 | 申请（专利权）人： | 仰恩大学 |
| 主分类号： | G01R31/378 | 分类号： | G01R31/378;G01R31/387;H01M4/36;H01M4/58;H01M4/62;B82Y30/00 |
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| 地址： | 362014 福建省泉*** | 国省代码： | 福建;35 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 mos base sub | ||
本发明公开了一种MoS2/graphene/MoS2三明治结构及Na离子电池容量预测方法，属于物理化学领域。为了解决现有技术存在实验手段到达不了的原子尺度的精度，实验环境难以实现MoS2/graphene/MoS2材料合成，MoS2二维纳米层状材料的Na离子的理论容量不够高，Na离子在材料中的最佳扩散问题。本发明通过第一性原理构建一种全新的三层MoS2/graphene/MoS2三明治结构材料，首次计算出在相应压力下该材料的稳定结构，得出稳定结构时的最佳层间距，计算出其可能电子迁移相关特性，并根据其结果预测该材料的Na离子嵌入/脱嵌性能，结果表明该材料是可以作为非常有潜力的Na离子电池(NIB)电极(负极)材料。
技术领域
本发明是一种MoS2/graphene/MoS2三明治结构及Na离子电池容量预测方法，属于物理化学领域。
背景技术
二维(2D)原子晶体通常具有与其三维(3D)块状晶体不同的性质，石墨烯在前些年是研究最多的2D材料，是通过机械切割和化学剥离出2D单片，或通过化学气相沉积生长，然而，仅有C-C键的简单化学可能会限制其实际应用。
随着石墨烯研究的不断深入，人们对它的衍生二维层状结构进行探究，由不止一种元素组成的复杂分层材料可能提供新的机会，因为它们的结构成分种类繁多，可以针对特定的性能和应用进行调整，尤其是在二维层状过渡金属-硫化合物(结构和石墨非常相似)的内部，d电子的运动会诱发它产生前所未有的物理特性，因此许多研究者关注。过渡金属-硫化合物中MoS2在凝聚态物理中是比较独特，MoS2不是石墨中的层状平面结构，而是由三个原子层构成，其中三角棱柱配位中的Mo原子夹在两层金字塔S原子之间。与石墨类似，这些MoS2层通过弱范德华(VDW)相互作用保持在一起。这种独特的结构赋予MoS2许多优异性能如催化，光伏，润滑剂，同时由于独特的层状结构，为嵌入外来分子和原子提供了足够的层间空间，高度支持可逆的锂离子Li+嵌入/脱嵌，长期以来一直被认为是高级锂离子电池(LIB)理想电极材料，大量实验证实其有效性，虽然Na离子电池(NIB)电极材料大多依赖于LIB的研发，但是相比之下Na离子半径和原子质量较大，致使NIB 与LIB相比，其物化性质不一样。通过第一性原理计算对Na离子电池电极材料进行研究，建立Na离子电池电极材料选择理论依据，不仅可以降低高昂的实验成本，还可以更早更准确的研发出一些性能更加优良的电极材料。目前对于NIB电极材料在理论模拟方面研究还较少。
但是，现有技术存在实验手段到达不了的原子尺度的精度，实验环境难以实现MoS2/graphene/MoS2材料合成，MoS2二维纳米层状材料的Na离子的理论容量不够高，Na离子在材料中的最佳扩散问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种MoS2/graphene/MoS2三明治结构及Na离子电池容量预测方法，以解决现有技术存在实验手段到达不了的原子尺度的精度，实验环境难以实现MoS2/graphene/MoS2材料合成，MoS2二维纳米层状材料的Na离子的理论容量不够高，Na离子在材料中的最佳扩散的问题。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种 MoS2/graphene/MoS2三明治结构及Na离子电池容量预测方法，MoS2(空间群 P63/mmc)和石墨烯(空间群P63/mmc)结构类似，性质却有很大不同，MoS2为间接带隙半导体，带隙为1.29eV，是通过弱范德华力作用的S-Mo-S片层构成，二者如何构成稳定的结构模型是首先要通过计算确定的，其步骤包括：
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