리튬 이온 배터리의 수요 증가로 인해 고용량과 고율속 성능을 동시에 갖춘 전극 소재 개발이 필수적이다. 현재 일반적으로 사용되는 흑연 음극 소재는 낮은 이론 용량과 고속 충/방전 시 성능 저하의 문제가 있다. 이러한 한계를 극복하기 위해 수열합성 방법을 통해 MoSe₂ 나노시트를 흑연 표면에 코팅하는 최적 합성 조건을 찾고 흑연의 전기화학적 성능을 향상시키고자 하였다. 본 연구에서 개발한 MoSe₂@Graphite 복합체 음극은 35 mA g^–1의 낮은 전류 밀도 조건에서 약 558 mAh g^–1의 높은 용량 값을 보이며, pristine graphite (~376 mAh g^–1) 대비 약 48% 향상된 우수한 용량을 보였다. 이에 더하여, MoSe₂@Graphite 복합체 음극은 1600 mA g^–1의 높은 전류밀도 조건에서 100 회 사이클 테스트 후에도 약 439 mAh g^–1의 높은 용량 값을 보였는데, 이는 pristine graphite (~221 mAh g^–1)의 용량 값 대비 약 2 배 향상된 우수한 성능이다. 따라서, 우리가 개발한 MoSe₂@Graphite 복합체는 고용량·고율속의 차세대 advanced LIB용 유망한 음극 소재로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

Abstract : The rising demand for lithium-ion batteries has emphasized the critical need for electrode materials that combine both high capacity and superior high-rate performance. While graphite anodes, widely utilized today, offer structural stability and excellent electrical conductivity, they are hindered by low theoretical capacity and performance degradation during rapid charge/discharge cycles. To overcome these limitations, this study focuses on enhancing the electrochemical properties of graphite by optimizing the synthesis conditions for decorating MoSe₂ nanosheets onto the natural graphite (NG) surface via hydrothermal synthesis. The MoSe₂@NG composite anode developed in this study demonstrated a high capacity of approximately 558 mAh g^–1 at a low current density of 35 mA g^–1, showing a remarkable 48% increase over pristine NG (~376 mAh g^–1). Additionally, even after 100 cycles at a high current density of 1600mA g^–1, the MoSe₂@NG composite anode maintained a capacity of around 439 mAh g^–1, nearly double that of pristine NG (~221 mAh g^–1 after 100 cycles). These findings highlight the potential of the MoSe₂@NG composite as a promising next-generation anode material for advanced lithium-ion batteries, delivering both high capacity and excellent high-rate performance.