一组供电子分子和离子化合物嵌入层状二硫化物（尤其是 TaS 2）中。这些主客体材料的插层反应改变了它们原有的物理性质。特别是，已经发现它可以改变超导性。温度从0.8K升高到3K以上。当TaS 2嵌入碱金属氢氧化物中时，它表现出最高的超导转变温度。对这种形成的研究导致发现这些碱金属离子具有非常高的自由能，可以与层状物质发生反应。因此，K x (H 2 O)-TaS 2的稳定性可以解释为它们的类盐性质，这与相应石墨化合物的类金属性质相反。

在所有层状二硫化物中，TaS 2是最有吸引力的储能电极。TaS 2是半导体，因此正极结构中不需要导电稀释剂。Li x TaS 2在0≤x≤1的整个范围内与锂形成单相。当相变不能使所有的锂可逆地脱出时，不会伴随新相成核的能量损失，也不会因锂含量的变化而脱出。身体重新排列时因反应迟钝而造成的能量损失。在 LiCoO 2系统中，相变仅导致约 0.5 的锂在循环过程中很容易从化合物中提取和嵌入。使用二硫化物作为钠电池的正极材料是很有吸引力的。当Na x TiS 2或Na x TaS 2中的钠含量发生变化时，x取0.5时更有利于三角双锥配位的形成，x接近1时则采用八面体配位，所以这种系统的相变非常复杂。

硫是六方密排晶格，钛离子位于交替的硫层之间的八面体位置。硫化物离子沉积为 ABAB，TiS 2层直接沉积在另一个 TiS 2层之上。对于非化学计量的硫化物 Ti 1+y S 2或 TiS 2，发现一些钛存在于空的范德华力层中。这些不规则的钛离子阻止了大分子离子的嵌入，同时阻止了像锂这样的小离子的嵌入，从而降低了锂离子的扩散系数。因此，锂高性能反应材料应具有规则的结构，这需要在低于600℃的温度下制备。

TiS 2脱锂静电循环如图1所示，设定电流为10mA/cm²。可以看出，TiS 2到LiTiS 2自始至终都是典型的单相行为，因此在新相的形核过程中没有消耗能量。然而，用第一种相容化方法更精确地检测嵌入电位表明存在锂离子的局部调节。所用电解液为2.5mol/L LiClO 4/二氧戊环系统，该溶剂不会与锂共嵌入硫化物中。所不同的是，当使用碳酸亚丙酯作为溶剂时，少量的水分会引起碳酸亚丙酯的共嵌入，并伴有晶格增加和膨胀的趋势。在发现合适的非嵌入溶剂之前，溶剂的共嵌入阻止了石墨用作锂负极。这种非嵌入溶剂最初是二氧戊环，然后是碳酸盐的混合物。还发现二氧戊环是 NbSe 3电池的有效电解质。然而，电解质LiClO 4二氧戊环本质上是不安全的。这种清洁的电解质系统允许原位辐射和光学显微镜轻松跟踪这些插层反应。这些方法可以揭示嵌入过程的微观细节。

Li/Ti S 2在10mA/cm²下的充放电曲线

大多数其他二硫化物化合物也具有电化学活性，并且在嵌入锂时也表现出类似的单相行为。VSe 2是一个例外，它表现出如图 2 所示的两相行为。最初，VSe 2与 Li x VSe 2 (x=0.25)处于平衡状态，然后 Li x VSe 2与 LiVSe 2处于平衡状态，最后LiVSe 2与 Li 2 VSe 2处于平衡状态. 最初的两相行为可能与 c/a 比有关，这可能是第五副族元素与硫或硒三角双锥普遍容易配位的结果。但在VSe 2中，钒是正八面体配位。插入锂后，有一个标准的c/a比，结构变成典型的八面体。VSe 2中锂的快速可逆性表明，单相特性对于有效用作电池正极而言并不是最关键的。然而，VSe 2中的相形成只有轻微的八面体变形差异，而不是像 Li x CoO 2在脱锂过程中转变为氧阴离子层, 这使得它在整个范围内移动。

图2具有两相行为的V Se 2的电化学性能

VSe 2似乎能够将锂插入其晶格中。LiVSe 2 /Li 2 VSe 2体系是两相体系，因为LiVSe 2中的锂是八面体配位，而Li 2 VSe 2中的锂向四面体配位或同时占据两个位置。对于丁基锂，两个锂的嵌入可以通过化学或电化学的方法实现，剩余的二锂层状材料如Li 2 NiO 2也可以通过电化学或化学方法与二苯甲酮锂在四氢呋喃中形成。其结构由3R-LiNiO 2相为Li 2 TiS 2和Li 2 VSe 2的等效结构，即锂原子位于NiO 2层之间的所有四面体位置，形成1T结构。类似地，也可以电化学合成Li 2 Mn 0.5 Ni 0.5 O 2 ，当部分锰被钛原子取代时，两个锂原子仍可循环脱嵌。

VI族层状二硫化物，如在自然界中以辉钼矿形式出现的MoS 2，若能将其配位方式由三角双锥体转变为八面体，所形成的MoS 2也可有效用作正极材料。这种转化是通过将锂插入每个 MoS 2的晶格中，然后使其转变为新相来实现的。

尽管Li/TiS 2电池在充电时通常由纯锂或 LiAl 阳极构成，但它们也可以像目前使用的所有LiCoO 2电池一样使用LiTiS 2阳极进行放电。在这个概念中，电池必须首先通过提取锂离子来充电。尽管LiVS 2和LiCrS 2在文献中都是众所周知的，但由于VS 2和CrS 2 ，它们的无锂化合物尚未成功合成在通常的合成温度下是热力学不稳定的。这些化合物可以通过锂在室温下的脱嵌而形成。这项工作导致出现了一条合成亚稳态化合物的新路线——稳定相的脱嵌。

可以类似地用铜离子从CuTi 2 S 4中提取亚稳态尖晶石Ti S 2化合物，其中硫化物离子以立方体形式紧密堆积。这种立方结构也可以可逆地提取锂，尽管扩散系数没有层状结构高。例如，考虑使用Ti S 2时，实验室块状钛用于合成电子级Ti S 2，海绵状钛用于提供电池研究级Ti S 2. 其比表面积为5m²/g，允许电流密度达到10mA/cm²。然而，当钛与硫发生反应时，海绵金属只需要几个小时，而大块金属则需要几天。观察海绵二硫化钛的工业化生产过程，其前驱体为常温液态的TiCl 4 。四氯化钛以吨位数量提供，因为它用于含 TiO 2 的油漆颜料。设计的工艺过程是通过TiCl 4和H 2的气相反应沉积得到化学计量的Ti S 2 。S. 以这种方式获得的硫化物表现出优异的电化学性能，其形貌是从三维生长的单个中心点获得的。许多面孔。

钛的测量和规律性对TiS 2的电化学性能非常关键。如果温度保持在 600°C 以下，则存在化学计量和规则的 TiS 2并具有金属导电性。通过尝试插入弱键合物质如 NH 3或吡啶，可以很容易地确定钛的无序。事实上，略微过量 (≤1%) 的钛是有益的。它可以降低硫的腐蚀性，但不会显着影响电池电压或锂原子的扩散系数。当然，最好在初始反应介质中额外加入金属钛。