與氧化鎢一樣,二硫化鎢(WS2)也是稀有金屬鎢的一種化合物,也是一種典型的過渡金屬鎢半導(dǎo)體材料,其因有適中的層間距、較高的化學(xué)活性和良好的熱化學(xué)穩(wěn)定性等特點,而深受儲能研究者的高度青睞,在儲能鋰電池電極材料領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。
儲能鋰電池是一種常見的二次電池,主要由正極材料、負極材料、電解液和隔膜組成。所以,電極材料的性能將直接影響整個電池系統(tǒng)的質(zhì)量。目前,常用的正極材料有磷酸鐵鋰、三元材料、鈷酸鋰和錳酸鋰,常用的負極材料有人造石墨和天然石墨,它們各有各的優(yōu)缺點。
磷酸鐵鋰材料的優(yōu)點是安全性高、壽命長和環(huán)保,缺點是可用能量密度達到了極限;三元材料的優(yōu)點是能量密度高和環(huán)保,缺點是成本高、安全性和壽命一般;石墨負極材料的優(yōu)點是電化學(xué)性能穩(wěn)定和石墨來源豐富,缺點是克容量不足和層狀結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性有待提高等。
所以,為了彌補現(xiàn)有正負極材料的不足,研究者表示可以在電極材料生產(chǎn)時摻雜適量的過渡金屬化合物如二硫化鎢、三氧化鎢、二硫化鉬等。據(jù)悉,使用WS2超細粉末改性后的磷酸鐵鋰正極材料能容納更多的帶電鋰離子,進而可以儲能鋰電池擁有更高的能量密度;使用WS2超細粉末改性后的石墨負極材料的克容量和層狀結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性也能得到大幅的提升。