遊戲機電池電極用二硫化鎢納米顆粒

作為稀有金屬化合物的代表材料，二硫化鎢納米顆粒是一種物理化學性質極為出色的二維材料，能很好地用作儲能電極的生產原材料。含有二硫化鎢超細顆粒的電極不僅擁有更高的安全係數，還有更好的耐使用性能，這使得其比普通電極材料更適合作為遊戲機電池的一員。

今天，以鋰離子電池為代表的高性能電池在新能源體系中不可或缺，對電網系統的調節配置和智慧電網的建設起到至關重要的作用，同時支撐著可擕式電子設備和新能源動力汽車的發展。因此，開發合適的電極材料，是發展鋰離子電池的核心問題之一。

本文主要介紹的是以二硫化鎢納米顆粒為代表的二維納米材料的微觀結構對電化學機制的影響。二硫化鎢具有類似石墨烯的二維片層結構，因而十分適合作為鋰離子的嵌入/脫出材料；另外，其邊緣原子已被證實為高效的析氫活性位點，因而極其適合用來作為鋰離子電池負極材料及析氫催化劑的能源器件。

據悉，南京大學研究者開發了對二硫化鎢摻雜結合表面刻蝕的調控手段，取得了突破性的析氫性能提高。在二硫化鎢納米片層合成過程中摻雜鑽鈷元素，以調控面內析氫惰性原子的氫吸附勢，同時結合過氧化氫的刻蝕處理，得到了具有多孔結構的摻鈷硫化鎢納米材料。

摻鈷硫化鎢納米材料作為析氫催化劑，在酸性環境下（0.5 M硫酸水溶液）的過電壓降到了-134 mV（陰極電流密度達到10 mA/cm2時），同時具有較低的塔菲爾斜率（76mV/dec），展現了優異的析氫催化性能。通過氮氣吸附測試模擬得到材料的微觀介孔分佈結果，發現經刻蝕處理的摻鈷硫化鎢樣品具有更多的50nm以上介孔。另外，硫化鎢片層中摻鈷區域的表面靜電勢顯著降低，為我們深入理解催化劑內部電化學機制提供了新的角度。

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