為了進一步升高商業(yè)化正極材料的安全係數(shù),有科學(xué)家表示可以用低維度二硫化鎢納米片對其進行改性,以能有效增強產(chǎn)品的熱學(xué)性能與力學(xué)性能。相對于傳統(tǒng)的正極材料來說,含有WS2納米片的正極活性物質(zhì)不僅更有利於帶電鋰離子的脫出與嵌入,還能與有機電解液很好地共存,適合作為電瓶車鋰電池的一員。
決定正極材料安全性的因素有哪些呢?
(1)電極材料的容量。正常來說,電芯設(shè)計中正極材料用量若遠遠大於負極材料的容量,會提高熱失控風險。正極材料的鋰離子含量一般都會大於負極材料離子容量,旨在提高電池的功率特性和迴圈性能。但是,過多的鋰離子存儲於正極結(jié)構(gòu)中,當外部保護電路失靈,電池過充時,很容易引發(fā)事故。
過充,負極材料結(jié)構(gòu)中已經(jīng)充滿了鋰離子,再也沒有位置容納更的多鋰離子。但正極中多餘的鋰離子仍然會在外加電壓的驅(qū)使下,向負極聚集,造成大量鋰離子在負極表面沉積,形成鋰枝晶?;顫姷匿噯钨|(zhì)遇到高溫會劇烈反應(yīng);或者單質(zhì)量過大,則會刺穿隔膜,造成內(nèi)短路,給電池帶來燃爆風險。
(2)材料的熱穩(wěn)定溫度越高,說明材料的氧化能力越弱,材料越安全。正極材料長期浸泡在電解液中,表面的保護膜並不能像負極一樣,起到很好的保護作用。因此,確保正極材料與電解液不發(fā)生反應(yīng)的因素主要依靠正極材料自身的熱穩(wěn)定性和與電解液的相容性。
二硫化鎢納米片是一種晶體結(jié)構(gòu)非常特殊的半導(dǎo)體材料,因有良好的生物相容性與熱化學(xué)穩(wěn)定性等特點,而深受鋰電池領(lǐng)域的歡迎。其非常適合參與新型正極的生產(chǎn)。