设计多功能超结构正极，克服缓慢的二价锌离子插层反应动力学和体积变化大的关键问题，是推动锌离子电池实用化的迫切需要。

近日，中科院上海高研院Juan Wang，Daming Zhu，Renzhong Tai合理设计了一种稳定、高倍率的MoS₂/C₁₉H₄₂N⁺（CTAB）超结构正极。

文章要点

1）研究人员采用一锅水热法合成了MoS₂-CTAB有机−无机超晶格结构。研究发现，将软有机CTAB结合到形成超晶格结构的刚性MoS₂主体中，不仅通过显著扩展MoS₂层间间距(1.0 nm)有效地引发和平滑Zn²⁺传输路径，而且赋予结构稳定性以适应沿MoS²面内扩展的Zn²⁺存储，同时沿超晶格层间的同步收缩实现了整个正极的体积自调节，这得到了原位同步加速器X射线衍射和实质的非原位表征的证实。

2）实验结果显示，优化的超晶格正极提供了高倍率性能、长期循环稳定性（2100次循环后10 A g^-1的容量保持率为92.8%），以及软包电池的良好柔性。此外，在负载质量增加10倍（−11.5 mg cm^-2）的情况下，仍能获得较高的面容量（0.87 mAh m⁻²），这对其实际应用具有重要意义。

这项工作展示了一种用于高性能水电池的多功能超晶格电极的设计策略。

参考文献

Zeying Yao, et al, A Volume Self-Regulation MoS2Superstructure Cathode for Stable and High Mass-Loaded Zn-Ion Storage, ACS Nano, 2022

DOI: 10.1021/acsnano.2c02330

https://doi.org/10.1021/acsnano.2c02330