二硒化钨有望取代石墨负极

二硒化钨(WSe2)纳米片除了可以用来生产保温效果较好的材料外,还可以用来制造各方面性能较为优异的锂离子电池负极材料,如稳定的可逆比容量、优良的倍率性能、较长的循环寿命等优点。这样一来,有望取代目前商业化的石墨负极材料,以满足未来大型机械设备对动力电池性能的需求。

二硒化钨有望取代石墨负极图片

作为当前锂电池负极材料的主流之一,石墨电极虽然有体积变化小(~10%)、首次库伦效率高(90%以上)和价格低廉等优点,但也存在理论比容量小(372mAh/g)、工作电压平台低(~0.2V)、倍率性能较差、易生产锂枝晶等不足。

从理论来说,比容量越低,电池的续航性能越差;倍率性能越差,电池越难以进行大电流充放电;而锂枝晶的生产将会严重降低电池的性能,缩短电池使用寿命,甚至刺穿电极之间的隔膜,进而引发电池短路等安全问题。所以,开发具有高比容量和高倍率性能的负极材料迫在眉睫。

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过渡金属硫族化合物如二硫化钼、二硫化钨、二硒化钨因有较大的层间距和较高的理论比容量的优点,而被现代的众多储能研究者认为是目前最有希望代替石墨负极的材料。

据中钨在线了解,WSe2的层间距为0.651nm,约为石墨层间距0.335nm的两倍,因而能容纳更多的带电锂离子,同时有利于锂离子在层间的扩散;WSe2的大密度(9.32g/cm3),也使之具有较高的体积比容量;在1000mA/g的大电流密度下,WSe2电极可充电1500圈,则说明其使用寿命超长;WSe2的储锂机制是可逆的转换反应。

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经过上述内容的介绍,我们能清楚地知道WSe2电极有较高的比容量、较快的锂离子传输速率和较长的使用寿命等优点,因而能有效弥补石墨负极的不足。

近几年,在新能源汽车销量高速增长的背景下,动力电池装机量也一路狂涨。2021年4月,我国动力电池产量共计12.9GWh,同比增长173.7%,环比增长14.6%;其中动力电池装车量为8.4GWh,同比增长134.0%,环比下降6.7%。据业内人员预测,到2025年全球动力电池需求量有望超过1000GWh,进入TWh时代。

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然而,在动力电池市场预期向好的带动下,二硒化钨的未来需求或能增大,进而在一定程度上带动钨市场行情。

近期,国内钨市整体保持稳定运行,由于供需双方进场操盘情绪一般,所以成交相对有限。不过,受货币政策宽松和通胀压力的影响,大宗商品价格有所上调,进而对钨化工企业挺价信心起到了较大的支撑作用。另外,在全球经济复苏预期向好的背景下,部分业者对后市行情也抱有较高的期望。

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