随着全球资源日益紧张，对于新能源存储器件的研究显得尤为重要。近年来超级电容器以其较高能量密度，快速充放电以及长效循环稳定性引起人们广泛关注。合成高比容量的电极材料、设计优异的电极结构成为该领域的研究热点。金属硫化物具有多价态，高比容量，价格低廉等特点，被广泛用于超级电容器，锂离子电池以及电催化等领域。然而，较差的导电性严重限制了其容量以及循环稳定性，与导电性较好的碳材料结合是解决这一问题有效途径。在本工作中，董晓臣教授和新加坡南洋理工大学刘彬教授合作，在前期研究基础上，使用碳载镍纳米棒作为前驱体，一步合成C@Ni₃S₂@MoS₂的分级核壳纳米结构，并成功地将其运用到超级电容器中。研究表明，硫化镍在碳载镍中的原位合成可以有效阻止团聚并增强碳纳米棒和硫化镍之间的电子传输速度，从而极大地提高材料的比电容和循环稳定性。此外，外层的二维硫化钼可以增加材料与电解液的接触面积，在快速充放电过程中充当材料体积变化的的缓冲层，提高材料的稳定性，得到的C@Ni₃S₂@MoS₂的核壳结构表现出优异的超容性能（2 A/g的电流密度下比电容达到1544 F/g）和良好的循环稳定性。该工作所提出的原位合成碳材料与金属硫化物核壳结构的设计理念为进一步设计并拓展硫化物/氧化物与碳复合材料的应用提供全新的设计思路。该项工作近期发表在J. Mater. Chem. A, 2016, 4, 1319-1325。

该工作得到了国家杰出青年科学基金、江苏省青蓝工程科技创新团队等项目资助。

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文章附件：李来全-JMCA-2015-Hierarchical Carbon@Ni3S2@MoS2 Doub.pdf