二硫化钨-活性炭复合材料
- 詳細
- カテゴリ: 钨业知识
- 2018年6月04日(月曜)17:22に公開
- 参照数: 3396
在能源领域,超级电容器是近年来一种新兴的且发展迅速的,性能介于传统电容器和二次电池之间的新型储能装置,具备高功率,充放电速率快、循环寿命长、工作温度范围宽、安全性能好和经济环保等特点,因而在各个方面都有广泛的应用。
电极材料和电解液体系决定了超级电容器的电容性能,电极材料的主导作用尤其突出。过渡金属二硫化物作为超级电容器的电极材料必须具有以下特点:①二硫化物中的金属离子必须有两个或两个以上的氧化态共存,但又不至于引起相变;②质子能够通过还原反应自由的出入二硫化物晶格。
二硫化钨(WS2)作为过渡金属二硫化物的典型代表,是以 S-W-S夹心层为基本结构单元的。在夹心层中,每个W原子与6个S原子以共价键结合,而层与层之间仅以弱的范德华作用力结合。正是这种层与层之间弱的范德华作用力,使得层间被拓展开,提供了离子及其它客体的嵌入的可能。研究表明,WS2的片层结构有利于能量存储, 比一般的氧化物具有更好的离子导电性能,比碳基材料具有更高的理论比电容。然而,相对于石墨烯、碳纳米管、活性炭等材料,WS2的导电性能较差,这使得它的比电容相对较低,该材料在能源领域的进一步应用就需要用得复合。
有学者采用二硫化钨与炭复合,制成二硫化钨-活性炭复合材料,其操作过程包括:
(1)将二硫化钨WS2固体粉末在球磨机中研磨2~4 h;
(2)将步骤(1)中WS2 0.1~0.3 g超声分散在20~40 mL二次蒸馏水中得到WS2分散液;
(3)取0.01~0.03 g 活性炭AC加入20~40 mL二次蒸馏水,经超声分散得到均匀的活性炭分散液;
(4)将步骤(3)中的活性炭分散液缓慢的加入到步骤(2)WS2分散液中,用二次蒸馏水稀释至60~80 mL,持续搅拌1~2 h;
(5)将上述步骤(4)得到的混合溶液转移至水热反应釜中进行水热反应,反应温度为160~200 ℃,反应时间为24~48 h;
(6)待步骤(5)水热反应结束后,将反应液自然冷却至室温,离心、洗涤、干燥,即得到二硫化钨-活性炭复合材料;
(7)将泡沫镍片清洗干净,干燥,备用;
(8)将上述制备的二硫化钨-活性炭复合材料与炭黑、聚四氟乙烯粘合剂 按质量比为70~80:10~20:5~15混合均匀,研磨成薄膜后,涂在步骤(7)备用的泡沫镍片 表面,干燥,即得二硫化钨-活性炭复合材料。
该电极材料,具有大的比电容和高的电化学稳定性,循环使用寿命长,而且制备方法简便、快速,成本低,环境友好,具有较好的应用前景。
钨产品供应商:中钨在线科技有限公司 | 产品详情: http://cn.chinatungsten.com |
电话:0592-5129696 传真:5129797 | 电子邮件:sales@chinatungsten.com |
钨钼文库:http://i.chinatungsten.com | 钨钼图片: http://image.chinatungsten.com |
钨业协会:http://www.ctia.com.cn | 钼业新闻: http://news.molybdenum.com.cn |