WS2納米片的儲鋰機制和電化學性能

過渡金屬硫族化合物MX2（其中M為過渡金屬，X為硫族元素）具有較大的層間距片層狀結構和較高的理論比容量，是一類有希望代替石墨的鋰離子電池負極材料。那麼，WS2納米片（二硫化鎢納米片）是典型的二維層狀過渡金屬二硫族化合物，其儲鋰機制和電化學性能是怎樣的呢？

WS2納米片，層內是作用力較強的共價鍵（S-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，有利於半徑較小的鋰離子在集體中擴散，即導鋰離子能力較強，這種特殊的結構可以促進鋰離子與基體材料的進一步反應。另外，WS2（7.6g/cm3）的密度比較大，作為鋰電池負極材料，可以給出較大的體積比容量，對於解決設備中電池安放空間狹小的問題十分重要。

二維層狀WS2納米片的儲鋰機制和電化學性能

WS2電極在200mA/g的電流密度下迴圈60圈之後，能夠保持較高的可逆比容量539.1mA/g；在大電流密度1000mA/g可以穩定迴圈1000圈，表現出超長的迴圈壽命；除此之外，WS2電極還具有優良的倍率性能。

考慮到儲鋰機制存在爭議，山東大學研究者對WS2電極片在首次充放點過程中的不同鋰化平臺進行了異位XRD、異位ranman和異位XPS的表徵。結果發現電極在完全放電（0.01Vvs.Li+/Li）之後的再充電（3.0 Vvs.Li+/Li）產物傾向于重新生成WS2，表明了其轉換反應的儲鋰機制。

真空高溫煆燒法製備層狀WS2納米片

（1）將化學脫合金化獲得的W粉與S粉按照原子比1:2.1在研缽中研磨30min混合均勻之後，真空密封於內徑14mm，長度10cm的石英管中，備用。

（2）將真空封裝于石英管的W粉與Se粉的混合物放入電阻爐中，現在155°C中保溫3h，使融化的液體S擴散至金屬W的納米孔中，然後再於600°C煆燒10h，得出WS2。

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