偏钨酸铵制备石墨烯-WS2复合材料作为锂离子电池负极材料

很多策略和途径被用于尝试加强下一代电动汽车 (EV) 的锂离子电池 (LIB) 的制定。然而,提高锂离子电池的能量密度是扩大当前电动汽车行驶里程的关键。石墨已被广泛用作工业标准锂离子电池负极材料。然而,石墨的理论容量较低。二硫化钨 (WS2) 是一种透射金属氧化物,具有三角棱柱结构,是块体形式的间接带隙半导体,单层带隙为 1~1.3eV。此功能用于各种领域,包括能量存储、催化、太阳能电池、传感和电子设备。
 
石墨烯图片
 
为了克服这些缺点,石墨烯-WS2 复合材料使用偏钨酸铵 (AMT) 制备,这是一种有广泛应用前途的锂离子电池负极材料。石墨烯-WS2复合材料的合成步骤如下:
 
将 0.8142 的 AMT 溶解在 15 mL 去离子水中,然后将溶液与 100 mL 氧化石墨烯 (GO) 溶液 (2 mg/mL) 混合。 GO与WS2的质量比对应于1:4。然后将溶液转移到聚四氟乙烯模具中,在那里它们在 80°C 下自组装以在 24 小时内形成薄膜。使用水合肼蒸汽处理将溶液还原以获得前体。将前驱体在管式炉中(600℃,6h)在氮气气氛下煅烧以获得WO3和还原GO(rGO)复合材料(G@WO3)。最后,将样品与硫脲以1:20的质量比混合,然后在氮气气氛下在850°C下煅烧3小时。成功合成了石墨烯-WS2 复合材料。
 
石墨烯-WS2 复合材料的 TEM 图像
 
综上所述,石墨烯-WS2 复合材料已成功制备为锂离子电池负极材料的 AMT。石墨烯-WS2 复合材料具有高初始比容量(0.1A g-1 时~980mAh g-1)、最佳循环性能(0.1A g-1 下 100 次循环后~450mAh g-1)和优异的倍率性能(~300mAh g-1 在 2A g-1)。石墨烯/WS2 的质量比影响了 WS2 和石墨烯之间的接触,多孔纳米膜结构促进了锂离子扩散的动力学。石墨烯和 WS2 之间改进的接触有助于石墨烯-WS2 复合材料的卓越性能。
 

 

 

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