锂离子插层剥离法制备二硫化钨纳米片负极材料

二硫化钨纳米片,即WS2纳米片,是一种非常典型的过渡金属二硫化物半导体材料,由于在实验过程中表现出非常优异的电化学性能,而在锂离子电池负极材料领域有潜在的应用前景。那么,锂离子插层剥离法是如何制备二硫化钨纳米片负极材料?

二硫化钨纳米片图片

锂离子插层剥离法

锂离子插层法是利用含锂(如正丁基锂)溶剂嵌入到二维层状纳米材料中,形成中间化合物增大材料的层间间距来减弱层间范德华力,然后超声,最终得到少层甚至单层的纳米片。

Loo等将WS2粉末加入正丁基锂和己烷的溶剂中,在氩气氛下于25℃搅拌72h,然后通过离心干燥成功制成WS2纳米片。虽然通过此方法制的WS2纳米片产率较高,但是仍然存在一些难题,比如此反应需要较长时间,另外锂插层过程必须严格控制防止金属纳米颗粒和Li2S沉淀的形成。为了解决锂离子插层中的难题,可以通过辅助手段(电化学工作站)让插层剂加速进入WS2层状材料,然后超声制备单层WS2纳米片。

Zeng等用锂箔充当电池的负极,将WS2与乙炔黑混合而制备为正极,电化学插层使用电流密度为0.05 mA 的恒电流放电(如图 1 所示),该过程在几个小时内就可完成,而且可以通过检测锂的插入对反应进行很好的控制。和液相插层法相比,通过电化学插层法可明显缩短锂离子插入WS2层间的时间,且能够精确控制锂插入,防止锂离子插入过多导致插层化合物的分解。

锂离子插层剥离法制备二硫化钨纳米片图片

 

 

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