层状结构过渡金属硫族化合物WS₂,具有比石墨更大的层间距和更高的理论比容量,是一种很有潜力的锂离子电池负极材料。但是用作电池负极材料时,WS₂导电性差且在离子的嵌入脱出过程中存在较大的体积变化,严重影响了其循环和倍率性能。降低材料的尺寸不仅可以有效缓解材料的体积膨胀,还能够引入巨大的比表面积,为离子的储存提供大量的界面活性位点。为了提高WS₂的导电性,可以将其同导电性良好的碳材料复合。本文采用简单高效的静电纺丝技术成功构筑了少层或单层WS₂纳米片均匀镶嵌在碳纤维中的复合材料结构,一步实现了WS₂的纳米化及其导电性的提高。碳纤维的存在提高了材料的导电性,阻碍了WS₂的长大和聚集,缓解了材料的体积变化,提高了材料的结构稳定性。而由碳纤维构成的三维网络结构具有很高的气孔率和巨大的比表面积,为离子和电解液的运输提供了良好的通道。电化学测试表明该方法制得的材料具有很好的储锂性能:100 mA/g的电流密度下,首次充放电比容量高达756/941mAh/g;1 A/g的电流密度下循环100圈之后,仍保留458 mAh/g的比容量。该材料用作钠离子电池负极时同样表现出较好的电化学性能。然而由于钠离子的体积较大,嵌入脱出反应更加困难,因此材料的储钠性能较储锂性能差。复合材料中活性物质WS₂的浓度和结晶度对其电化学性能影响很大。WS₂的浓度取合适值且结晶性越低时,材料的储锂、储钠性能越好,这是因为此时WS₂具有较高的利用率以及较大的比表面积,能够为离子提供更多的界面储存位点。另外静电纺丝制备的纤维薄膜具有很好的柔韧性,可以在不添加导电剂和粘结剂的情况下直接用作电极使用且同样表现出较好的电化学性能。该材料制备方法有望为未来的柔性电池提供电极材料。