除了在冬季工作的正極可以用層狀硫化鎢納米材料來改性外,高性能鋰電池負極材料同樣可以用WS2納米片來生產。從微觀的角度來看,片狀二硫化鎢超細顆粒能使所制備的電極儲存更多的活性鋰離子,更多且更快的離子運輸通道;從宏觀的角度來看,含有WS2的蓄電池更不容易出現(xiàn)析鋰問題,且充電速度相對普通電池來說更快。
鋰枝晶是鋰電池在充電過程中鋰離子還原時形成的樹枝狀金屬鋰,但是鋰在負極側出現(xiàn)時鋰的形態(tài)不一定是鋰枝晶,統(tǒng)稱為析鋰。
鋰枝晶生長是影響鋰離子電池安全性和穩(wěn)定性的根本問題之一。鋰枝晶的生長會導致鋰離子電池在循環(huán)過程中電極和電解液接口的不穩(wěn)定,進而破壞生成的固體電解質界面(SEI)膜,鋰枝晶在生長過程中會不斷消耗電解液并導致金屬鋰的不可逆沉積,形成死鋰造成電池庫倫效率降低;鋰枝晶的形成甚至還會刺穿隔膜導致鋰離子電池內部短接,造成電池的熱失控引發(fā)燃燒爆炸。
由此可見,控制析鋰問題的產生是尤為關鍵。有研究者表明,要想有效改善蓄電池析鋰問題,制造商們可以使用更方面性能都較好的組成材料,比如使用WS2納米片來生產鋰電池負極。
二硫化鎢納米片因有較好的儲鋰性能和較強的擴散能力,而能使所制備的負極容納更多的鋰離子,且離子的運動速度也會更快,這樣該產品的表面就更不會出現(xiàn)鋰枝晶。