與目前商用的正極材料相比,含有WS2納米片的鋰電池正極材料擁有更好的耐低溫性能和更強(qiáng)的機(jī)械穩(wěn)定性,因而更適合在冬季運(yùn)轉(zhuǎn)。這主要源于片狀的二硫化鎢材料不僅有類(lèi)似于石墨烯的層狀結(jié)構(gòu),還有較高的機(jī)械熔化溫度與較大的化學(xué)擴(kuò)散系數(shù)等特點(diǎn)。
正極是一種由多種無(wú)機(jī)材料和有機(jī)材料組成的電極,因而其性能同樣會(huì)隨著溫度的變化而變化。根據(jù)熱脹冷縮原理,化學(xué)材料受熱時(shí)會(huì)膨脹,遇冷時(shí)會(huì)收縮。這主要是由于物體內(nèi)的粒子(原子)運(yùn)動(dòng)會(huì)隨著溫度改變而變化,當(dāng)溫度上升時(shí),粒子的振動(dòng)幅度加大,令物體膨脹;當(dāng)溫度下降時(shí),粒子的振動(dòng)幅度便會(huì)減少,使物體收縮。
因此,相對(duì)于炎熱的天氣來(lái)說(shuō),在寒冷天氣工作的儲(chǔ)能電池的電阻更大,這不僅是因?yàn)橛袡C(jī)電解液流動(dòng)性變差,還因?yàn)檎?fù)極材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)更容易坍塌。就電極材料而言,如果材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生塌陷的話(huà),那么能儲(chǔ)存帶電鋰離子的空間會(huì)更小,同時(shí)離子運(yùn)輸通道也會(huì)更窄。從宏觀的角度來(lái)看,就是在低溫下工作的鋰離子電池的續(xù)航時(shí)間較短,充電速度較慢。
近幾年,隨著新型儲(chǔ)能電極材料添加劑的不斷涌現(xiàn),在冬天工作的蓄電池的不足有望得到有效的改善。據(jù)悉,使用高結(jié)晶度WS2納米片來(lái)作為鋰電池正極材料的改性劑,能在很大程度上提高產(chǎn)品的耐低溫性能。