與二硫化鎢單獨製成的負(fù)極相比,二硫化鎢碳納米管負(fù)極材料具有更為優(yōu)秀的倍率性能與迴圈穩(wěn)定性能,更適合參與鈉離子電池的生產(chǎn)。那二硫化鎢碳納米管負(fù)極材料的製備方法是怎樣的呢?
與石墨烯層狀結(jié)構(gòu)相類似的二硫化鎢半導(dǎo)體,因物理化學(xué)性質(zhì)鮮明與合成工藝簡單等特點,而引起科學(xué)工作者的廣泛關(guān)注。據(jù)研究者介紹,WS2納米片作為鈉離子電池負(fù)極材料雖然具有較高的初始比容量,但是由於其本身電子或離子電導(dǎo)率較低的原因,而使所製備出來的電極材料的倍率性能較差。此外,WS2在脫嵌鈉離子過程中也會產(chǎn)生嚴(yán)重的體積膨脹,從而極大降低了其作為電極材料的迴圈穩(wěn)定性。對此,研究者將二硫化鎢與碳納米管進(jìn)行複合,複合出來的材料能很好地作為化學(xué)電池的負(fù)極。
一種二硫化鎢碳納米管複合材料的製備方法,包括以下步驟:
(1)將鎢源與碳納米管分別置於雙溫區(qū)管式爐的上風(fēng)區(qū)和下風(fēng)區(qū)加熱,得到氧化鎢/碳納米管前驅(qū)體;所述的上風(fēng)區(qū)溫度為800-1000°C,所述的下風(fēng)區(qū)溫度50-150°C。
(2)將單質(zhì)硫、還原劑與上述(1)步所得的複合物充分?jǐn)嚢栳徇M(jìn)行水熱反應(yīng);水熱反應(yīng)溫度180-250°C。
(3)將(2)步所得到的水熱反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)煆燒除去硫,即可得到二硫化鎢納米片均勻包覆在碳納米管的鈉離子電池二硫化鎢碳納米管負(fù)極複合材料。
與傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝相比,該製備方法的工藝相對簡單、原料成本更低、重複性更好、可操作性更強,且有利於工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn),生產(chǎn)出來的產(chǎn)品具有高充放電比容量、良好倍率性能和迴圈穩(wěn)定性能等特點。