動力電池負極材料用WS2納米片

WS2納米片的結構類似于通過弱范德華力相互作用堆叠2D單層的石墨,幷且2D結構可以提供大的表面積和2D滲透通道以促進電子快速在單層內轉運,因此鋰離子可以很容易地從片狀材料中插入和脫嵌,故使二硫化鎢被認爲是一種很有潜力的動力電池負極材料。

動力電池負極材料用WS2納米片圖片

從宏觀的角度來看,含有二硫化鎢納米顆粒的蓄電池更不容易出現鋰枝晶生長的情况,進而能够有效延長蓄電池的循環壽命。

鋰枝晶是指采用液態電池在充電時,鋰離子還原時形成的樹枝狀金屬鋰單質。其生長會導致動力電池在循環過程中電極和電解液界面的不穩定,進而破壞SEI膜;還會導致電池容量下降,縮短壽命。

動力電池負極材料用WS2納米片圖片

鋰枝晶的形成原因:

(1)電極表面不均勻:造成電極表面不均的原因有單電極塗布不均,兩極重量差別較大,活性物質含有雜質等等。表面粗糙度越大,越有利于鋰枝晶的形成。

(2)過放:在放電過程中,負極鋰離子濃度逐步增高,正極鋰離子濃度緩慢變小,當深度放電時,由于負極接收鋰離子數量與擴散能力有限,所以剩餘的鋰離子將游離該極表面,幷析出。

(3)鋰離子濃度梯度及分布:鋰離子從正極材料中脫出後,穿過電解液和隔膜,嵌入負極。在充電過程中,正極鋰離子濃度不斷升高,負極鋰離子濃度逐漸减小,在電流密度大的稀溶液中,離子濃度可視爲零,表明負極形成局部空間電荷,幷生成枝晶,枝晶結構生長速度和電解液中離子偏移速率相同。

 

 

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