动力电池负极材料用WS2纳米片

WS2纳米片的结构类似于通过弱范德华力相互作用堆叠2D单层的石墨,幷且2D结构可以提供大的表面积和2D渗透通道以促进电子快速在单层内转运,因此锂离子可以很容易地从片状材料中插入和脱嵌,故使二硫化钨被认为是一种很有潜力的动力电池负极材料。

动力电池负极材料用WS2纳米片图片

从宏观的角度来看,含有二硫化钨纳米颗粒的蓄电池更不容易出现锂枝晶生长的情况,进而能够有效延长蓄电池的循环寿命。

锂枝晶是指采用液态电池在充电时,锂离子还原时形成的树枝状金属锂单质。其生长会导致动力电池在循环过程中电极和电解液界面的不稳定,进而破坏SEI膜;还会导致电池容量下降,缩短寿命。

动力电池负极材料用WS2纳米片图片

锂枝晶的形成原因:

(1)电极表面不均匀:造成电极表面不均的原因有单电极涂布不均,两极重量差别较大,活性物质含有杂质等等。表面粗糙度越大,越有利于锂枝晶的形成。

(2)过放:在放电过程中,负极锂离子浓度逐步增高,正极锂离子浓度缓慢变小,当深度放电时,由于负极接收锂离子数量与扩散能力有限,所以剩余的锂离子将游离该极表面,幷析出。

(3)锂离子浓度梯度及分布:锂离子从正极材料中脱出后,穿过电解液和隔膜,嵌入负极。在充电过程中,正极锂离子浓度不断升高,负极锂离子浓度逐渐减小,在电流密度大的稀溶液中,离子浓度可视为零,表明负极形成局部空间电荷,幷生成枝晶,枝晶结构生长速度和电解液中离子偏移速率相同。

 

 

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