作為稀有金屬硫化物典型的半導(dǎo)體材料，WS2納米片因有與石墨烯相似的層狀結(jié)構(gòu)，而具備優(yōu)異的電化學(xué)性能，常用來(lái)生產(chǎn)高質(zhì)量的鋰電池正極材料。與商用的正極相比，含有二硫化鎢納米片的正極材料不僅具有較為優(yōu)異的導(dǎo)電性能，還有更為良好的循環(huán)性能與更小的安全隱患，更適合應(yīng)用于新能源清障車中。下面，我們一起來(lái)了解一下層狀二硫化鎢的基本信息。
WS2納米片是最早發(fā)現(xiàn)并受到較多研究的過(guò)渡金屬硫化物（TMD）之一，它具有TMD家族所共有的較弱的層間范德華力，易于通過(guò)剝離制備成單層或多層納米薄片，由于其納米結(jié)構(gòu)具有更好的穩(wěn)定性和半導(dǎo)體特性，在儲(chǔ)能器件中具有廣闊的應(yīng)用前景。
在鋰離子電池中，二硫化鎢片狀材料主要是用來(lái)作為正極材料，其能使活性鋰離子較為容易地從電極材料中嵌入或脫出。但是對(duì)于多層無(wú)序堆棧的WS2晶體材料而言，在脫嵌過(guò)程中容易發(fā)生結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定。同時(shí)，其較低的平均電壓與能量密度也限制了該材料在鋰電池的應(yīng)用。
針對(duì)上述的問(wèn)題，研究者將WS2原料物理剝離成層間粘結(jié)力較低的多層納米薄片，并在2mg/ml的氯磺酸中進(jìn)行強(qiáng)酸處理使納米薄片表面賦有酸性官能團(tuán)。通過(guò)熱重分析，酸化后的WS2表現(xiàn)出更加優(yōu)良的熱穩(wěn)定性，在700°C以上才發(fā)生氧化反應(yīng)。同時(shí)，他們還發(fā)現(xiàn)隨著鋰離子的插層嵌入，二硫化鎢納米片的層狀結(jié)構(gòu)發(fā)生體積膨脹，導(dǎo)致導(dǎo)電顆粒之間的連接有所損失。
