WS2纳米片的储锂机制和电化学性能

过渡金属硫族化合物MX2（其中M为过渡金属，X为硫族元素）具有较大的层间距片层状结构和较高的理论比容量，是一类有希望代替石墨的锂离子电池负极材料。那么，WS2纳米片（二硫化钨纳米片）是典型的二维层状过渡金属二硫族化合物，其储锂机制和电化学性能是怎样的呢？

WS2纳米片，层内是作用力较强的共价键（S-W-S），而层间是作用力较弱的范德华力，且层间距较大，约为0.6nm，有利于半径较小的锂离子在集体中扩散，即导锂离子能力较强，这种特殊的结构可以促进锂离子与基体材料的进一步反应。另外，WS2（7.6g/cm3）的密度比较大，作为锂电池负极材料，可以给出较大的体积比容量，对于解决设备中电池安放空间狭小的问题十分重要。

二维层状WS2纳米片的储锂机制和电化学性能

WS2电极在200mA/g的电流密度下循环60圈之后，能够保持较高的可逆比容量539.1mA/g；在大电流密度1000mA/g可以稳定循环1000圈，表现出超长的循环寿命；除此之外，WS2电极还具有优良的倍率性能。

考虑到储锂机制存在争议，山东大学研究者对WS2电极片在首次充放点过程中的不同锂化平台进行了异位XRD、异位ranman和异位XPS的表征。结果发现电极在完全放电（0.01Vvs.Li+/Li）之后的再充电（3.0 Vvs.Li+/Li）产物倾向于重新生成WS2，表明了其转换反应的储锂机制。

真空高温煅烧法制备层状WS2纳米片

（1）将化学脱合金化获得的W粉与S粉按照原子比1:2.1在研钵中研磨30min混合均匀之后，真空密封于内径14mm，长度10cm的石英管中，备用。

（2）将真空封装于石英管的W粉与Se粉的混合物放入电阻炉中，现在155°C中保温3h，使融化的液体S扩散至金属W的纳米孔中，然后再于600°C煅烧10h，得出WS2。

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