锂离子电池的自放电率低、没有记忆效应、放电电压平缓且对环境友好[1~3]，广泛用于新能源汽车、移动通信电源、交通动力电源、电力储能电源等方面[4~6]
锂离子电池还在规模化储存可再生能源技术、绿色建筑、5G基站储能等方面，有良好的应用前景
锂离子电池的负极，是其重要的组成部分
石墨类材料，是制造锂离子电池的负极材料之一
但是，石墨类负极的理论比容量较低，只有372 mAh/g[7,8]
作为转化反应型负极材料的过渡金属硫化物，其比容量较高
二维层状过渡金属硫属化物(TMDCs)是一种典型的MX2型负极材料[9]，得到了广泛的应用[10~12]
这类过渡金属硫属化物材料作为锂离子电池负极，其理论比容量较高[13~15]
但是，过渡金属二硫化物类型的二维层状材料在快速充放电过程中或在电流密度较大的情况下其层状结构可能崩塌[16]
与其相比，具有不同结构的过渡金属三硫化物(TMTCs)具有较高的比容量[17,18]
TiS3是一种典型的过渡金属三硫化物，TiS3分子中的两个硫原子一个以S22-的形式存在，另一个以S2-的形式存在[19]
过渡金属三硫化物通过弱范德华键和强共价键连接，但是共价键所结合的基本结构不是TMTCs的一层而是一维链
这些链通过较弱的范德华力结合成为二维层状形态，再由这些层堆叠成三维棱柱结构的晶体
纳米材料的颗粒小、比表面积大、能与电解质充分接触，在充放电过程中缩短了粒子在材料内部的传输距离，使其物理化学性能提高[21,22]
当前，许多不同结构的材料可用于抑制锂离子嵌入/脱出引起的体积变化，例如纳米纤维[23]和三维层状花状结构[24]
低维纳米片状材料的单层结构，能适应循环过程中产生的体积变化[25]
TiS3材料具有优异的电化学性能[26,27]
You-Rong Tao等用化学气相传输法(CVT)制备了TiS3纳米带锂离子电池负极材料，发现TiS3纳米带负极的锂离子电池循环性能不理想[28]
Ge Sun等用固态反应制备的TiS3纳米带，作为钠离子电池的负极其性能优良，电流密度为2 A/g 时500次循环后其比容量为346.3 mAh/g[29]
1 实验方法1.1 TiS3 纳米粒子的制备
先用直流电弧等离子体法制备TiH1.924作为前驱体：使用纯度为99.99%金属钛块作为负极，用钨棒作为正极，将直流电弧等离子体设备腔
声明：
“锂离子电池负极材料TiS3 纳米片的制备和性能” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：肖揽,于文华,黄昊,吴爱民,靳晓哲
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2025年06月06日 ~ 08日 
