工業鋰電池負極用二硫化鎢納米片

為了顯著提升工業鋰電池的迴圈壽命與安全性,眾多國內外研究者選擇了過渡金屬化合物如二硫化鎢納米片對負極材料進行改性,即進一步增大了材料的儲鋰空間與鋰離子運輸速度。換句話來說,與傳統的同類電池相比,含有WS2納米片的化學電池擁有更好的相容性,即大容量與高安全性能更好地共存,這樣一來就能有效延遲工業設備更換新電池的時間,同時也能降低安全隱患。

工業鋰電池負極用二硫化鎢納米片圖片

負極材料主要是作為化學電池儲鋰的主體,在充放電過程中它能實現鋰離子的嵌入和脫出。從鋰離子電池的發展來看,負極材料的研究對鋰離子電池的出現起著決定性的作用,正是由於碳材料的出現解決了金屬鋰電極的安全問題,從而促進了鋰離子電池的使用。

目前,市場化的負極材料主要是各種碳材料,包括石墨化碳材料和無定形碳材料,如天然石墨、人造石墨、石墨化中間相碳微珠、軟炭和一些硬炭等。其他非碳負極材料有氮化物、矽基材料、錫基材料、鈦基材料、合金材料等。

工業鋰電池負極用二硫化鎢納米片圖片

碳材料的出現雖然能在一定程度上解決金屬鋰負極存在的安全隱患,但是其也存在一定的不足,如比容量低、首次充放電效率低與有機溶劑共嵌入等,所以人們在研究碳材料的同時也開始了對其他高比容量的非碳負極材料進行開發,比如錫基負極材料、矽基負極材料、鎢基負極材料以及新型合金材料等。

二硫化鎢納米片因有較強的熱穩定性、較大的比表面積和化學擴散係數等特點,而從眾多非碳負極材料中脫穎而出。WS2納米片除了能顯著增強材料的鋰離子吸附能力與鋰離子擴散能力外,還可減緩負極活性物質與電解液的反應速率。

因此,對於新一代工業鋰電池來說,其應選用含有WS2納米片的負極作為其中的一份子。

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