WS2-CNFs復(fù)合材料的靜電紡絲制備及其儲(chǔ)鋰儲(chǔ)鈉性能研究.pdf

1、層狀結(jié)構(gòu)過渡金屬硫族化合物WS2，具有比石墨更大的層間距和更高的理論比容量，是一種很有潛力的鋰離子電池負(fù)極材料。但是用作電池負(fù)極材料時(shí)，WS2導(dǎo)電性差且在離子的嵌入脫出過程中存在較大的體積變化，嚴(yán)重影響了其循環(huán)和倍率性能。降低材料的尺寸不僅可以有效緩解材料的體積膨脹，還能夠引入巨大的比表面積，為離子的儲(chǔ)存提供大量的界面活性位點(diǎn)。為了提高WS2的導(dǎo)電性，可以將其同導(dǎo)電性良好的碳材料復(fù)合。
　　本文采用簡(jiǎn)單高效的靜電紡絲技術(shù)成功構(gòu)筑了

2、少層或單層WS2納米片均勻鑲嵌在碳纖維中的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，一步實(shí)現(xiàn)了WS2的納米化及其導(dǎo)電性的提高。碳纖維的存在提高了材料的導(dǎo)電性，阻礙了WS2的長(zhǎng)大和聚集，緩解了材料的體積變化，提高了材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。而由碳纖維構(gòu)成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有很高的氣孔率和巨大的比表面積，為離子和電解液的運(yùn)輸提供了良好的通道。電化學(xué)測(cè)試表明該方法制得的材料具有很好的儲(chǔ)鋰性能：100 mA/g的電流密度下，首次充放電比容量高達(dá)756/941 mAh/g；1 A/g

3、的電流密度下循環(huán)100圈之后，仍保留458 mAh/g的比容量。該材料用作鈉離子電池負(fù)極時(shí)同樣表現(xiàn)出較好的電化學(xué)性能。然而由于鈉離子的體積較大，嵌入脫出反應(yīng)更加困難，因此材料的儲(chǔ)鈉性能較儲(chǔ)鋰性能差。
　　復(fù)合材料中活性物質(zhì)WS2的濃度和結(jié)晶度對(duì)其電化學(xué)性能影響很大。WS2的濃度取合適值且結(jié)晶性越低時(shí)，材料的儲(chǔ)鋰、儲(chǔ)鈉性能越好，這是因?yàn)榇藭r(shí)WS2具有較高的利用率以及較大的比表面積，能夠?yàn)殡x子提供更多的界面儲(chǔ)存位點(diǎn)。另外靜電紡絲制備的