二硫化鎢(WS2)粉末除了能用來制造固體潤滑劑、石油催化劑和芯片晶體管之外,還適合制造負極材料,主要是歸因于WS2具有層狀結(jié)構(gòu),而且層與層之間的距離較為適中,進而賦予它良好的儲鈉性能、較快的電子傳輸速率和優(yōu)異的熱化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點。
作為目前主流儲能電池即鋰離子電池的理想代替品,鈉離子電池雖然具有原料易得和生產(chǎn)成本較低的優(yōu)點,但也存在實際容量較低等不足。與鋰離子相比,鈉離子的半徑更大,所以更不利于商業(yè)化石墨負極材料儲存,即石墨的儲鈉性能較差。
為了開發(fā)儲鈉性能良好的負極材料,福州大學(xué)研究者(專利文檔序號為28486888)制備出由二硫化鎢納米片組成分等級空心球。WS2空心球的層間距較大,約為1.02nm,因而具有良好的儲鈉性能,有利于鈉離子在其中的嵌入與脫嵌,同時能避免負極材料發(fā)生體積膨脹的問題。
溶劑熱法制備金屬相1t-WS2空心球的步驟:將0.255g二氯化鎢和0.375g硫代乙酰胺放進20ml異丙醇和10ml乙醇中并攪拌1h;然后放進200℃烘箱中反應(yīng)24h后取出,待其冷卻至室溫;接著離心,用乙醇和去離子水洗滌數(shù)遍;最后放進70℃真空烘箱烘干,即可獲得所需要的產(chǎn)品。
金屬相1t-WS2空心球在鈉電池負極材料中的應(yīng)用:按質(zhì)量比7:2:1將金屬相1t-WS2空心球、乙炔黑和PVDF(聚偏氟乙烯粘結(jié)劑)混合均勻,后涂布在銅箔上做鈉電池負極材料。