锂离子电池用二硫化钨石墨烯复合材料

相对于单纯的二硫化钨和石墨烯来说,二者的复合材料更适合应用于锂离子电池中,这主要是因为该复合材料具有更好的储荷性能、更强的机械稳定性以及更为优异的电化学性能等特点。

锂离子电池用二硫化钨石墨烯复合材料图片

石墨烯是自然界较薄、强度较高的材料,为二维平面晶体结构,其晶格组成为六个碳原子围成六边形,碳原子间为sp2杂化,因此赋予其较高的光透过率,只有约2.3%的光吸收率,极高的电子迁移率(15000cm2/v·s)和极低的电阻率,所以适合作为新一代负极材料。

WS2是一种分子结构与石墨层状结构相类似的无机化合物,可以通过物理及化学手段进行剥离成为单原子厚度的纳米级薄膜,由于量子效应与表面效应,该材料在电学、光学、热学和力学等方面展现出了独特的性质,所以在半导体电子器件、储能电池、催化制氢等领域有着潜在的应用价值。

锂离子电池用二硫化钨石墨烯复合材料图片

二硫化钨纳米片与石墨烯复合的方法是,直接以二者的分散液为原料,再采用液相超声工艺使它们相互叠加形成二维的异质结构,通过引入新的电荷传导机制,能高效弥补WS2低电导率的不足。在分散剂相同的分散液中,通过超声法能进一步剥离少层的WS2,使之与石墨烯尽可能地成为单层纳米片;由于超声空化作用和范德华力作用,充分混合这两种纳米片会自发的重新聚集,从而形成相互叠层的复合材料异质结构。

 

 

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