工业锂电池负极用二硫化钨纳米片

为了显著提升工业锂电池的循环寿命与安全性,众多国内外研究者选择了过渡金属化合物如二硫化钨纳米片对负极材料进行改性,即进一步增大了材料的储锂空间与锂离子运输速度。换句话来说,与传统的同类电池相比,含有WS2纳米片的化学电池拥有更好的兼容性,即大容量与高安全性能更好地共存,这样一来就能有效延迟工业设备更换新电池的时间,同时也能降低安全隐患。

工业锂电池负极用二硫化钨纳米片图片

负极材料主要是作为化学电池储锂的主体,在充放电过程中它能实现锂离子的嵌入和脱出。从锂离子电池的发展来看,负极材料的研究对锂离子电池的出现起着决定性的作用,正是由于碳材料的出现解决了金属锂电极的安全问题,从而促进了锂离子电池的使用。

目前,市场化的负极材料主要是各种碳材料,包括石墨化碳材料和无定形碳材料,如天然石墨、人造石墨、石墨化中间相碳微珠、软炭和一些硬炭等。其他非碳负极材料有氮化物、硅基材料、锡基材料、钛基材料、合金材料等。

工业锂电池负极用二硫化钨纳米片图片

碳材料的出现虽然能在一定程度上解决金属锂负极存在的安全隐患,但是其也存在一定的不足,如比容量低、首次充放电效率低与有机溶剂共嵌入等,所以人们在研究碳材料的同时也开始了对其他高比容量的非碳负极材料进行开发,比如锡基负极材料、硅基负极材料、钨基负极材料以及新型合金材料等。

二硫化钨纳米片因有较强的热稳定性、较大的比表面积和化学扩散系数等特点,而从众多非碳负极材料中脱颖而出。WS2纳米片除了能显著增强材料的锂离子吸附能力与锂离子扩散能力外,还可减缓负极活性物质与电解液的反应速率。

因此,对于新一代工业锂电池来说,其应选用含有WS2纳米片的负极作为其中的一份子。

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