液相剝離法製備WS2納米片鋰電池負極材料

WS2 納米片因具有超大比表面積，較高化學活性，良好電子流動性等特點，而被眾多儲能研究者認為是下一代鋰電池負極材料的理想添加劑，在很大程度上能提高該電極的能量密度與充電速度。那麼，液相剝離法是如何製備WS2 納米片鋰電池負極材料？

液相剝離法是將原料粉末分散在含有表面活性劑的溶液中，通過超聲剝離、離心、過濾和清洗等步驟，獲得單層或多層 WS2 納米片。目前，WS2納米片陣列採用的表面活性劑主要有N－二甲基甲醯胺、N－甲基－2－吡咯烷酮和十二烷基硫酸鈉溶液，當納米薄片分散後，表面活性物質會附著在其表面，阻止納米片的聚集。

Coleman等將WS2層狀材料加入 N－二甲基甲醯胺溶液中，通過超聲剝離成功製備出單層的納米薄片。同時，他們還對WS2納米薄片的電化學性能進行了研究，通過將碳納米管與WS2納米片複合，得到WS2 /碳納米管複合材料，這種材料具有較高的電導率，表現為較好的電化學性能。雖然N－二甲基甲醯胺和N－甲基－2－吡咯烷酮的分散性能較好，但都具有一定毒性，而十二烷基硫酸鈉溶液更符合製備工藝的低毒要求，並且也能剝離出較薄的納米薄片。

Smith等將WS2層狀材料加入十二烷基硫酸鈉溶液中，通過超聲剝離製備出單層的納米薄片。為了達到更好剝離WS2納米片的目的，研究人從單一有機溶劑轉向不同混合溶劑。

Zhou等將WS2 粉末加入乙醇與水的混合溶液中，然後進行超聲剝離，結果表明，水和乙醇混合溶劑的剝離效果要優於單一的水或乙醇溶劑，且混合溶劑配比對剝離程度有很大影響。當乙醇與水體積分數為35%時，適宜剝離WS2納米片，剝離出的WS2 納米片分散液的濃度為0. 032 mg /mL。

液相剝離法製備WS2 納米片鋰電池負極材料的操作最為簡易，製備過程綠色環保，同時能夠大批量製備出形貌均一的WS2 納米片，為實驗室成果投入市場生產提供可行性。