本發(fā)明涉及鋰離子電池負極材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種鋰離子電池負極GO-PANI-Ni₃S₂復(fù)合材料的制備方法。

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背景技術(shù)：
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鋰離子二次電池因其具有相對較高的電壓、容量、循環(huán)性和能量密度等優(yōu)異特性，以及鋰離子電池因具有電壓高、能量密度大、循環(huán)性能好、自放電小、無記憶效應(yīng)、工作范圍寬等優(yōu)點，備受人們的青睞，被稱為21世紀(jì)的主導(dǎo)電源。

目前，商業(yè)化的鋰離子電池負極材料主要是以石墨為主，其理論比容量為372mAh/g，限制了其容量的進一步提高，導(dǎo)致其充放電效率低，與電解液發(fā)生作用，存在明顯的電壓滯后現(xiàn)象。同時，由于它的嵌鋰方式一般為斷面嵌入，從而不適合快速充放電，限制了其在高功率領(lǐng)域中的應(yīng)用。因此，人們一直在致力于對鋰離子電池負極材料進行改性，以提高鋰離子電池負極材料的電化學(xué)性能。

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技術(shù)實現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的就是要解決上述的不足而提供一種鋰離子電池負極GO-PANI-Ni₃S₂復(fù)合材料的制備方法，。

為實現(xiàn)上述目的設(shè)計一種鋰離子電池負極GO-PANI-Ni₃S₂復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

1)通過原位聚合的方法制備聚苯胺功能化的石墨烯片：將苯胺和十二烷基硫酸鈉一起加入到水中超聲分散，將分散好的混合溶液與超聲分散均勻的氧化石墨烯混合，繼續(xù)超聲10-50分鐘，形成穩(wěn)定均勻的混合液，然后在冰水浴中攪拌，并加入用1mol/L鹽酸酸化過的過硫酸銨，保持冰水浴攪拌10-20小時，再將得到的混合液經(jīng)過離心水洗3-5次，得到聚苯胺功能化的石墨烯片；

2)聚苯胺包覆硫化鎳：將步驟1)所得到的聚苯胺功能化的石墨烯片超聲分散在1mol/L鹽酸溶液中，再向其中加入四水醋酸鎳溶液，邊超聲邊滴加，然后將得到的混合液在室溫下攪拌1小時，再裝入水熱釜中，在180℃下水熱反應(yīng)12小時，得到GO-PANI-Ni(OH)2溶液，待其冷卻后將其倒入錐形瓶中，并向其中加入九水硫化鈉溶液，最后經(jīng)過離心，水洗3-5次，再凍干，即得到鋰離子電池負極材料聚苯胺包覆的硫化鎳。

進一步地，步驟1)中，所述苯胺與十二烷基硫酸鈉的物料比為0.1-0.3ml：6-10mg，所述苯胺與氧化石墨烯的物料比為0.1-0.2ml:20-40mg。

進一步地，步驟1)中，所述過硫酸銨與鹽酸的物料比為0.5-1g:50ml，所述過硫酸銨與氧化石墨烯的物料比為0.5-1g:20-40mg。

進一步地，步驟2)中，所述鹽酸與氧化石墨烯的物料比為10ml:20-40mg。

進一步地，步驟2)中，所述四水醋酸鎳溶液與過硫酸銨的質(zhì)量比為6:7，所述九水硫化鈉溶液與過硫酸銨的物料比為1:1。

進一步地，步驟1)中，在超聲和攪拌過程中，保持水溫在0-5℃。

進一步地，步驟2)中，所述四水醋酸鎳溶液是在超聲波中緩慢滴加。

本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，該復(fù)合負極材料具有很好的循環(huán)性能和高倍率充放電容量，從而提高了以該材料作為負極材料的鋰離子電池性能，且工藝過程簡單、操作性強，設(shè)備投入少，生產(chǎn)成本低，所得聚苯胺包覆硫化鎳復(fù)合材料的電化學(xué)穩(wěn)定性好、比容量高、循環(huán)性能好、倍率性能優(yōu)異，適合于動力電池應(yīng)用領(lǐng)域；此外，本發(fā)明利用原位生長聚苯胺功能化的石墨烯片可以有效的增強該復(fù)合材料的導(dǎo)電性，大大提高了電極的比容量以及倍率性能，從而獲得高性能的鋰離子電池負極材料，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的鋰離子電池負極材料的穩(wěn)定性差與倍率性能低的技術(shù)問題。

[附圖說明]

圖1為本發(fā)明實施例1中GO-PANI-Ni3S2的SEM圖；

圖2為本發(fā)明實施例1中GO-PANI-Ni3S2的Xrd圖；

圖3為本發(fā)明實施例1中GO-PANI-Ni3S2的倍率性能圖。

[具體實施方式]

本發(fā)明通過將氧化石墨烯(GO)超聲分散均勻，加入十二烷基硫酸鈉(SDS)水溶液和苯胺進行混合，超聲形成穩(wěn)定均勻的混合液，冰水浴攪拌并逐滴加入用鹽酸酸化的過硫酸銨(APS)，繼續(xù)冰水浴攪拌10-20小時，將得到的墨綠色溶液離心、水洗得到凝膠狀的物質(zhì)，再將其超聲分散于鹽酸溶液中，然后向其中滴加四水醋酸鎳水溶液繼續(xù)超聲至均勻，最后將其在室溫下攪拌1小時后，在180℃下水熱12小時，在得到的溶液中加入九水硫化鈉水溶液，再加熱3小時離心、水洗、凍干便得到想要的鋰離子電池負極材料。本發(fā)明旨在通過對鋰離子電池的負極材料進行改進，從而獲得穩(wěn)定性好，易控制的負極材料，以改善鋰離子電池的性能。

下面通過具體實施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明作以下進一步說明：

實施例1

本發(fā)明一種鋰離子電池負極GO-PANI-Ni₃S₂復(fù)合材料的制備方法，步驟如下：

將0.3ml的苯胺和10mg十二烷基硫酸鈉一起加入到50ml水中超聲分散，將分散好的苯胺溶液與60ml(0.5mg/ml)的GO分散液混合，繼續(xù)超聲15min，形成穩(wěn)定均勻的混合液，冰水浴攪拌，再用50ml(1mol/L)HCl酸化0.7g的過硫酸銨，溶液逐漸變成墨綠色，保持冰水浴攪拌12小時，再將得到的溶液離心水洗3次，得到凝膠狀物質(zhì)，再將其超聲分散在180ml水中，向其中滴加10ml(1mol/L)HCl，邊超聲邊緩慢滴加600mg的四水醋酸鎳，然后將其在室溫中攪拌1小時，再裝入水熱釜中，在180℃下反應(yīng)12小時，在得到的溶液中加入0.7g九水硫化鈉水溶液再加熱3小時，最后經(jīng)過離心、水洗、凍干便得到想要的鋰離子電池負極材料。

實施例2

本發(fā)明一種鋰離子電池負極GO-PANI-Ni₃S₂復(fù)合材料的制備方法，步驟如下：

將0.2ml的苯胺和8mg十二烷基硫酸鈉一起加入到50ml水中超聲分散，將分散好的苯胺溶液與30ml(0.5mg/ml)的GO分散液混合，繼續(xù)超聲15min，形成穩(wěn)定均勻的混合液，冰水浴攪拌，再用25ml(1mol/L)HCl酸化0.35g的過硫酸銨，溶液逐漸變成墨綠色，保持冰水浴攪拌12小時，再將得到的溶液離心水洗3次，得到凝膠狀物質(zhì)，再將其超聲分散在90ml水中，向其中滴加5ml(1mol/L)HCl，邊超聲邊緩慢滴加300mg的四水醋酸鎳，然后將其在室溫中攪拌1小時，再裝入水熱釜中，在180℃下反應(yīng)12小時，在得到的溶液中加入0.35g九水硫化鈉水溶液再加熱3小時，最后經(jīng)過離心、水洗、凍干便得到想要的鋰離子電池負極材料。

實施例3

本發(fā)明一種鋰離子電池負極GO-PANI-Ni₃S₂復(fù)合材料的制備方法，步驟如下：

將0.1ml的苯胺和6mg十二烷基硫酸鈉一起加入到50ml水中超聲分散，將分散好的苯胺溶液與20ml(0.5mg/ml)的GO分散液混合，繼續(xù)超聲10min，形成穩(wěn)定均勻的混合液，冰水浴攪拌，再用50ml(1mol/L)HCl酸化0.5g的過硫酸銨，溶液逐漸變成墨綠色，保持冰水浴攪拌10小時，再將得到的溶液離心水洗3次，得到凝膠狀物質(zhì)，其中，超聲和攪拌過程中，保持水溫在0-5℃；再將其超聲分散在180ml水中，向其中滴加10ml(1mol/L)HCl，邊超聲邊緩慢滴加430mg的四水醋酸鎳，然后將其在室溫中攪拌1小時，再裝入水熱釜中，在180℃下反應(yīng)12小時，在得到的溶液中加入0.5g九水硫化鈉水溶液再加熱3小時，最后經(jīng)過離心、水洗3次、凍干便得到想要的鋰離子電池負極材料。

實施例4

本發(fā)明一種鋰離子電池負極GO-PANI-Ni₃S₂復(fù)合材料的制備方法，步驟如下：

將0.3ml的苯胺和10mg十二烷基硫酸鈉一起加入到50ml水中超聲分散，將分散好的苯胺溶液與60ml(0.5mg/ml)的GO分散液混合，繼續(xù)超聲50min，形成穩(wěn)定均勻的混合液，冰水浴攪拌，再用100ml(1mol/L)HCl酸化1.5g的過硫酸銨，溶液逐漸變成墨綠色，保持冰水浴攪拌20小時，再將得到的溶液離心水洗5次，得到凝膠狀物質(zhì)，其中，超聲和攪拌過程中，保持水溫在0-5℃；再將其超聲分散在90ml水中，向其中緩慢滴加15ml(1mol/L)HCl，邊超聲邊緩慢滴加129mg的四水醋酸鎳，該滴加過程是在超聲波中進行，然后將其在室溫中攪拌1小時，再裝入水熱釜中，在180℃下反應(yīng)12小時，在得到的溶液中加入1.5g九水硫化鈉水溶液再加熱3小時，最后經(jīng)過離心、水洗5次、凍干便得到想要的鋰離子電池負極材料。

可見，超薄的石墨烯片可以提供更多的活性位點，并且原位生長的聚苯胺功能化的石墨烯片可以有效的增強該復(fù)合材料的導(dǎo)電性，大大提高了電極的比容量以及倍率性能，從而獲得高性能的鋰離子電池負極材料。

本發(fā)明并不受上述實施方式的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。