多巴胺插层WS2负极

应变自松弛

一种通过多巴胺插层实现应变自松弛的扭曲WS2负极材料，在嵌钾过程中晶体膨胀仅19.0%，显著提升了结构稳定性。

崔永朋 · Feng, Wenting · Lina, Ge · Xinru, Wei · Lingmei, Wang · 王雅君 · Xu, Chong · Wang, Yuting · 杨旺 · Kong, Debin · 邢伟 · Li Y.

Journal of Energy Chemistry 2026

具体参数

可逆容量(质量)

{'zh': '312.6', 'en': '312.6'} mA h g−1

可逆容量(体积)

{'zh': '1277.7', 'en': '1277.7'} mA h cm−3

倍率容量

{'zh': '210.4', 'en': '210.4'} mA h g−1

循环容量保持率

{'zh': '85.3', 'en': '85.3'} %

晶粒膨胀率

{'zh': '19.0', 'en': '19.0'} %

层间距

{'zh': '0.813', 'en': '0.813'} nm

硫空位浓度

{'zh': '6.5', 'en': '6.5'} %

压实密度

{'zh': '4.0874', 'en': '4.0874'} g cm−3

技术优势

嵌钾体积变化骤降

多巴胺插层使WS2形成扭曲结构，在完全嵌钾时晶粒膨胀仅19.0%，而原始WS2为101.3%，从根源上避免电极粉化。

长期循环稳定

得益于应变自松弛结构，材料在1 C下循环1400次后容量保持率仍有85.3%，展现出优异的循环耐久性。

应用场景

• 钾离子电池：用作钾离子电池负极，解决嵌钾体积膨胀导致的循环衰减，提升能量密度与寿命。
• 高容量负极：提供高重量与体积容量，满足高比能电池对负极材料的需求。
• 应变工程电极：展示应变自松弛设计在抑制电极机械失效中的应用，为应力敏感电极开发提供范例。