电子科大：独立式ReS2/石墨烯异质结构，用于锂离子电池

成果简介

本文，电子科技大学陈远富教授、东南大学贺加瑞教授等在《ACS Appl. Mater. Interfaces》期刊发表名为“Freestanding ReS2/Graphene Heterostructures as Binder-Free Anodes for Lithium-Ion Batteries”的论文，研究合成了具有3D框架和超薄片层的异质结构ReS2/石墨烯纳米复合材料。然后，合成的3D ReS2/石墨烯（表示为3DRG）纳米复合材料被直接认为是LIBs中的阳极，不含导电添加剂、聚合物粘合剂或金属集流体，这有利于轻质和高性能的LIBs。

石墨烯的高电导率、ReS2/石墨烯纳米片的强柔性以及ReS2和石墨烯之间的紧密耦合使3DRG成为一种良好的独立电极。此外，这些优异的优点和多孔结构可以提高整个电极的电荷传输性，缩短Li扩散路径，并抑制充放电过程中ReS 2的体积膨胀，从而使3DRG纳米复合材料具有更高的可逆容量、倍率能力和循环能力。

图文导读

图1.3DRG的制备示意图。

图2:（a） XRD图谱和（b）3DRG和ReS2的拉曼光谱。

图3。（a，b）ReS2的SEM图像。（c，d）3DRG的SEM图像。（e） 3DRG的TEM和（f）HRTEM图像。

图4. (a) 3DRG的XPS全光谱。3DRG的（b）C 1s，（c）Re 4f和（d）S 2p状态的高分辨XPS光谱。

图5。电化学性能

图6。ReS2和3DRG在0.01–100 kHz范围内的奈奎斯特图

小结

总之，通过水热法合成了由超薄层组成的3D异质结构和分级ReS2/石墨烯纳米复合材料。由于引入了高导电性和柔性石墨烯层，具有ReS2/石墨烯/ReS2三明治状结构的合成3DRG被直接用作独立的无粘合剂阳极。3DRG独特的3D结构具有分级结构、超薄ReS2/石墨烯纳米片、牢固的接触和空间孔隙，不仅为锂离子提供了丰富的电化学活性位点，并能容忍充电/放电过程中ReS2的体积变形，还能加速电子的传输和锂离子的扩散。因此，本工作提出了ReS2在轻量级LIBs中的应用前景。

文献：

https://doi.org/10.1021/acsami.3c02321