與傳統(tǒng)的蓄電池相比,含有WS2納米片的鋰電池不但容量更大、更綠色環(huán)保,而且安全性能也更高,所以更適合為新一代的觸屏手機(jī)提供能量。
二硫化鎢納米片是典型的二維層狀過(guò)渡金屬二硫族化合物,層內(nèi)是作用力較強(qiáng)的共價(jià)?。⊿—W—S),而層間是作用力較弱的范德華力,且層間距較大約為0.6nm,有利于尺寸較小的金屬離子在基體中擴(kuò)散,這種特殊的結(jié)構(gòu)可促進(jìn)鋰離子與基體材料的進(jìn)一步反應(yīng)。
二硫化鎢納米片的結(jié)構(gòu)類(lèi)似于通過(guò)弱范德華相互作用堆疊2D單層的石墨,幷且2D結(jié)構(gòu)可以提供大的表面積和2D滲透通道以促進(jìn)電子快速在單層內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn),因此鋰離子可以很容易地從該納米片中插入和脫嵌,所以該納米片也就被認(rèn)為是一種有潛力的負(fù)極材料。
目前,二硫化鎢片狀材料的制備方法主要包括自上而下的剝離法(如鋰離子插層剝離)和自下而上的合成法(如化學(xué)氣相沉積法)。
鋰離子插層法是利用含鋰溶劑(如正丁基鋰)嵌入到二維層狀納米材料中,形成中間化合物增大材料的層間間距來(lái)感弱層間范德華力,然后超聲,最終得到少層甚至單層的納米片。
化學(xué)氣相沉積法(CVD)制備WS2片狀材料分為2種,一是將鎢的前驅(qū)體沉積在基體上,然后通入S蒸氣或H2s氣體進(jìn)行硫化,在高溫的環(huán)境下形成所需要的產(chǎn)物;二是將鎢和硫都以氣體的形式進(jìn)行反應(yīng)生成產(chǎn)物。