二维(2D)电极应用于钾离子电池(PIBs)具有能量密度高、容量大的优点。然而,充放电过程中大尺寸K~+引起的体积变化显著以及电极界面扩散动力学缓慢的问题阻碍了其电化学性能的提高。基于此,本论文以二维层状过渡金属硫化物MoS_2电极为研究对象,通过引入导电基体MXene以及缺陷工程修饰策略实现二维复合电极的界面离子缺陷调控,从而进一步调节二维MoS_2基电极的储钾性能。论文中不仅详细研究了制备的电极材料的储钾性能、扩散行为以及循环前后的结构变化,还利用动态原位光谱测试和第一性原理计算对复合电极的储能机制进行了探究和阐明。该课题的实施和研究成果将为二维电极的结构修饰与电化学储能之间的研究提供重要的基础研究数据,为高容量钾离子电池电极材料的制备及应用开拓新的思路。(1)二维层状MoS_2材料具有多晶型结构,不同的晶型有不同的原子排列,进而表现出不同的物理化学性能。因此,本论文首先通过水热法和磁-水热法分别制备不同晶型的MoS_2和1T-MoS_2材料并将其用作钾离子电池负极,对比研究晶型的不同对电极结构与电化学性能的影响。结果表明,1T-MoS_2负极在相同电流密度时有更良好的储钾性能:0.1A g~(-1)时可逆容量为628 m A h g~(-1);2.0 A g~(-1)时容量为494 m A h g~(-1);0.1 A g~(-1)时循环500次后可逆容量保持在412 m A h g~(-1),这主要归因于1T-MoS_2材料相较于MoS_2具有更高的电导率和更大的层间距,从而赋予其更优的储能特性。(2)针对MoS_2基电极材料固有电导率低、体积变化明显和易聚集的缺点,通过水热法、磁水热法和原位生长策略引入导电基体V_2CT_x MXene,构建MoS_2@V_2CT_x和1T-MoS_2@V_2CT_x复合材料用作钾离子电池负极。结果表明,与MoS_2@V_2CT_x负极相比,1T-MoS_2@V_2CT_x负极具有更突出的储钾性能:0.1 A g~(-1)时容量达到887.3 m A h g~(-1);2.0 A g~(-1)时容量保持在563.6 m A h g~(-1),表明倍率性能良好;1.0和2.0 A g~(-1)时循环2000次后容量分别保持在601.2和374.7 m A h g~(-1),相应的容量保留率分别为69.4%和56.5%,证实了其良好的循环MCC950半抑制浓度性能。1T-MoS_2@V_2CT_x负极更好的储钾特性是CNS infection1T-MoS_2更高的容量以及1T-MoS_2@V_2CT_x更大的比表面积综合作用的结果。此外,原位测试和DFT计算证实了1T-MoS_2@V_2CT_x电极可逆的储能机制、稳定的结构以及增强的离子扩散动力学行为,这同样是其良好的电化学性能的来源。(3)通过一种简便的有机溶剂拖曳法将Mo空位缺陷引入1T-MoS_2@V_2CT_x电极中实现二维复合电极的界面离子缺陷调控,从而进一步调节复合电极的离子扩散和储钾特性。结果表明,与1T-MoS_2@V_2CT_x电极相比,引入缺陷后的D-1T-MoS_2@V_2CT_x电极具有增强的储钾性能:0.1 A g~(-1)时容量达到959.9 m A h g~(-1);2.0 A g~(-1)时可逆容量可达63INCB018424作用2.1 m A h g~(-1),表明倍率性能良好;0.1 A g~(-1)时循环500圈后容量保持在820.7 m A h g~(-1),相应的容量保留率为90.6%,印证了良好的循环性能。D-1T-MoS_2@V_2CT_x电极更优的储钾性能表明其中存在的空位不仅为K~+提供了更丰富的吸附/存储/活性位点;还有助于K~+穿过空位进行扩散以促进K~+迁移/传输以及界面电荷的转移。