随着社会经济快速发展，对先进储能解决方案的需求显著增长。二次电池因其环境友好性和便携性已成为可再生能源研究的焦点。特别是锂离子电池(LIBs)和钠离子电池(SIBs)凭借其高能量密度得到广泛应用。本研究通过两步固相法成功合成二硫化钨(WS2)纳米片，并制备了系列碳包覆WS2复合材料（C-WS2通过多巴胺改性和高温碳化实现了WS2的碳包覆。该碳包覆法显著提升了WS2的循环稳定性。2电化学测试表明，作为锂/钠离子电池负极材料的C-WS2复合材料显著改善了导电性和结构稳定性，有效缓解了充放电过程中的体积变化。其中C-WS2-0.5材料在锂离子电池中经过500次循环后仍保持338.9 mAh g-1的放电比容量，2在钠离子电池中则保持68.8 mAh g-1的放电比容量。2-0.5材料仍保持338.9 mAh g的放电比容量−1在锂离子电池中循环500次后，容量保持68.8 mAh g−1在经历500次循环测试后，该材料在锂离子电池（LIBs）和钠离子电池（SIBs）中均展现出最优异的倍率性能和循环稳定性，尤其在锂离子电池中显示出极高的实际应用潜力。本研究为过渡金属硫化物在二次电池中的应用提供了一种有效的改性策略。
引言
随着社会快速进步与经济迅猛发展，先进能源需求急剧增长[1][2]。二次电池因其环境友好性与便携性[3]-[6]，已成为众多可再生能源研究的焦点。其中，锂离子电池（LIBs）凭借高能量密度获得广泛应用[7]，而钠离子电池（SIBs）则因成本低廉与资源丰富备受关注[8][9]。为提升LIBs与SIBs的电化学性能，过渡金属二硫属化合物（TMDs）[10]-[12]凭借其独特的层状结构、相变特性及电学性能[13]，已成为一类重要负极材料。TMDs的层状结构具有较大层间距，有利于Li+和Na+. WS2是最具代表性的过渡金属二硫属化物（TMDs）之一，其层间距为6.18 Å。其晶体结构由三个平面层（S-W-S）组成，层间通过范德华力连接[14]。在电化学反应过程中，Li+和Na+可以嵌入层状结构中，同时金属离子被还原至较低价态，这有利于电子和钠离子传输，并为锂和钠存储提供充足空间[15]-[17]。然而，由于导电性差及充放电过程中显著的体积变化，TMD电极材料常表现出较差的倍率性能[16],[18],[19]。为克服这些限制，研究者尝试了多种方法来提高导电性并缓冲体积变化。例如Wang等构建了碳包覆的Bi2/WS3异质复合材料，引入Bi2通过转化机制及WS2通过插层机制。K3Bi2/WS3中间异质结构因其优异的离子/电子传输速率脱颖而出，揭示了异质结与内建电场的动态演化机制，为推进异质材料研究提供了新视角[20]。此外，Shilpi等人合成了分级WS2通过WO3热硫化制备的微米花结构2该结构由相互连接的薄纳米片组成，为电化学氧化还原反应提供了丰富的内表面积。WS22微米花在15 mA g−1电流密度下实现了1.334 mAh g−1的比容量3，达到其氧化物对应物容量的近三倍，并作为高温（65°C）钠离子电池负极表现出优异的循环稳定性，可逆容量保持1.180 mAh g−12以100 mA g⁻¹的电流密度−1[21]。这些研究表明，通过改变WS2的结构可显著影响其光电特性，其中层间堆叠方式和硫空位浓度的调控尤为关键。−1采用不同方法可提升其性能。此外，与高导电材料复合以充分利用协同效应，可在改善导电性的同时缓解体积变化[22]。%%含碳聚合物热解后活化是制备碳材料的重要工艺。通过聚合物碳化法制备的碳材料通常具有可控的微观形貌与孔结构，可优化碳材料的比表面积[23][24]。%% %%此外，选择适宜的聚合物进行碳化可调控杂原子掺杂，从而进一步提升碳材料的电化学性能[25]。传统液相法合成WS−1液相合成方法较为复杂，而固相合成法则更为简便。-1 [21]. These studies indicate that modifying the structure of WS2 using different methods can enhance its performance. Furthermore, compounding with highly conductive materials to fully utilize synergistic effects can improve conductivity while mitigating volume changes [22], Pyrolysis of carbon-containing polymers followed by activation is an important production process for carbon materials. Carbon materials prepared via polymer carbonization typically possess controllable micro-morphology and pore structures, optimizing the specific surface area of the carbon material [23], [24]. Moreover, selecting suitable polymers for carbonization can control heteroatom doping, further enhancing the electrochemical performance of the carbon materials [25]. Traditional liquid-phase methods for synthesizing WS2 are complex, whereas solid-phase methods are simpler.
