二硫化钨在储能领域的应用

近几年来,随着化石燃料的快速消耗以及新型能源的迅速崛起,如何发展一种高效安全的储能技术已成为迫在眉睫的现实任务。在这其中,纳米二硫化钨(WS2)作为一种新型的过渡金属硫化物半导体材料,凭借着其优异的物理性能和电化学特性已广泛应用于电学材料、纳米传感器、催化材料、纳米润滑材料等多个领域。

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在储能领域中,WS2纳米颗粒主要是用来制备锂电池的电极材料。其因是一种超薄的层状材料,且层层之间有适当的距离,而能在容纳较多活性锂离子的同时,加快锂离子的运输速率;因具有较好的热化学稳定性和较低的热膨胀系数,而能有效降低电极材料的体积效应;因有较高的化学活性,而能大幅度提高电极产品的理论比容量。从宏观的角度来看,含有二硫化钨的正负极材料具有可用容量高、使用寿命长、循环性能好、安全性高等特点。

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然而,在实际应用中仍面临许多困难,这主要是因为当前对WS2固有性质的研究未能跟上基于WS2材料的电化学应用快速步伐。

因此,未来仍有几个挑战有待解决:(1)为了进一步改善WS2的电化学性能,可以采用化学掺杂或还原等缺陷工程策略对其表面化学性质和边缘活性位点进行修饰。(2)将WS2与碳材料结合,构建三维互联结构是提高电导率和保持整体结构完整性的有效策略,也是通过组装微观构型揭示其内在电化学机理的关键。(3)尽管WS2基材的电化学性能已被广泛研究,但是其结构与性能之间的潜在相互作用机理尚不清楚。

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