DOI:10.1016/j.jallcom.2020.158236

锂硫（Li-S）电池是一种以固态硫作为正极的电化学能量储存装置。然而，尽管它们具有较高的容量和能量密度，但是仍需要解决锂硫电池商业化的关键问题，例如穿梭效应。本研究制备了以二硫化钼（MoS2）和碳纳米纤维（CNF）（MoS2/CNF）为中间层的高倍率性能Li-S电池。电化学诱导了MoS2/CNF中2H-MoS2向1T-MoS2的原位相变。经研究发现1T-MoS2/CNF夹层结构可有效抑制穿梭效应。结果表明，含1T-MoS2/CNF的Li-S电池具有较高的倍率性能，这是由于层间结构起到了上层集电器和锂多硫化物储集层的作用。

图1.（a）1T-MoS2/CNF的充电-放电特性曲线和（b）循环伏安图，电压范围为3.0-1.2V。

图2.（a）所制备样品的XRD图谱和（b）拉曼光谱。

图3.（a）和（b）MoS2/CNF的SEM，（c）TEM和映射图像。

图4.（a）当存在0.2M LiNO3作为添加剂，电流密度为167.5 mA g-1，电位范围为1.7-2.8V（相对于Li/Li+）时，以（b）1T-MoS2/CNF，（c）MoS2/CNF，（c）仅CNF为中间层和（e）PE无任何中间层的Li-S电池在100次循环期间的循环性能和充电/放电特性曲线。（f）Li-S电池的库仑效率。

图5.在1.7-2.8V（相对于Li/Li+）的电势范围内，以0.05 mV s-1的扫描速率测得具有（a）1T-MoS2/CNF，（b）MoS2/CNF，（c）仅CNF和（d）PE的Li-S电池的循环伏安图（CV）。

图6.（a）当不存在LiNO3作为添加剂时，在电流密度为167.5 mA g-1，电位范围为1.7-2.8V（相对于Li/Li+）的条件下，具有（b）1T-MoS2/CNF，（c）MoS2/CNF，（c）仅CNF和（e）PE无任何中间层的Li-S电池在100次循环期间的循环性能和充电/放电特性曲线。（f）Li-S电池的库仑效率。

图7.Li-S电池在0.1C下循环100次后分解的照片：（a）PE，（b）仅CNF，（c）MoS2/CNF和（d）1T-MoS2/CNF。

图8.（a）在0.1-10C的不同电流密度下测量的具有1T-MoS2/CNF、MoS2/CNF、仅CNF和PE的Li-S电池的倍率循环性能。（b）当电流密度为1675 mA g-1（1C），电位范围为1.7-2.8V（相对于Li/Li+）时，具有1T-MoS2/CNF、MoS2/CNF、仅CNF和PE的Li-S电池在500次循环期间的循环性能。

图9.在0.5M Li2S6溶液中，使用（a）PE隔膜和（b）1T-MoS2/CNF中间层进行H-cell试验。

图10.在充电/放电过程中以1T-MoS2/CNF作为中间层的Li-S电池的运行机理示意图。