本發(fā)明涉及納米材料制備領(lǐng)域,具體涉及一種硫化鉬/碳復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù):
硫化鉬(MoS2)具有類石墨烯二維層狀結(jié)構(gòu),鉬硫?qū)又g通過(guò)微弱的范德華爾斯力連接。較大的層間距(0.62nm)不僅有利于鋰離子的嵌入和脫出,同時(shí)可作為緩沖區(qū)域緩解材料的體積變化,是十分理想的鋰離子電池負(fù)極材料。但是在循環(huán)過(guò)程中,隨著二硫化鉬完全反應(yīng)為鉬和硫化鋰,會(huì)引起較大的體積變化,降低了其循環(huán)穩(wěn)定性。此外,由于二硫化鉬本征電子電導(dǎo)較差,使得其倍率性能欠佳。
針對(duì)這些問(wèn)題,常采取的改善方式有,將材料與導(dǎo)電相復(fù)合或構(gòu)建特殊形貌等。其中,與碳材料復(fù)合是一種十分有效地改善材料電化學(xué)性能的方法。
CN104934602A公開(kāi)了一種二硫化鉬/碳復(fù)合材料的制備方法,以氨基改性二氧化硅球做模板,然后通過(guò)熱解有機(jī)碳源包覆模板,再將其與四硫代鉬酸銨通過(guò)溶劑熱反應(yīng),在惰性氣氛下高溫碳化,最后將氧化硅模板去除,得到二硫化鉬/碳復(fù)合材料。其首次嵌鋰容量為1467mAh/g,比容量在30次反復(fù)充放電循環(huán)后仍可保持在733mAh/g。CN106423218A公開(kāi)了一種二硫化鉬/碳納米復(fù)合材料的合成方法,使用生物質(zhì)材料腐植酸精鉀為碳源,直接合成了負(fù)載型的納米復(fù)合結(jié)構(gòu),工藝簡(jiǎn)單且成本低廉。CN103553134A公開(kāi)了一種由二硫化鉬-碳-碳納米管組成的復(fù)合納米管及其制備方法,首先將四硫代鉬酸銨和具有表面活性的含碳高分子聚合物依次溶入水中,然后再加入多壁碳納米管,超聲分散后離心、烘干、煅燒,制成MoS2-C/CNTs。二硫化鉬在碳納米管表面分散均勻,同時(shí)改善了復(fù)合物的導(dǎo)電性能。
由上可知,現(xiàn)有技術(shù)中與硫化鉬復(fù)合常用的碳材料多為碳納米管、有機(jī)碳源、石墨烯等,上述碳材料多存在價(jià)格昂貴,難以分散等問(wèn)題,且在制備過(guò)程中不可避免的需要輔助模板劑或表面活性劑。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題,本發(fā)明提供了一種硫化鉬/碳復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用,利用低成本、不需模板劑的合成方式將棉類材料制為碳微米管,再通過(guò)其本身的毛細(xì)效應(yīng)及鍵合作用,使硫化鉬直接生長(zhǎng)在碳微米管的表面。制備條件溫和,碳源綠色環(huán)保,且大幅降低生產(chǎn)成本。得到的硫化鉬/碳復(fù)合材料具有優(yōu)異的電化學(xué)性能,其首次充放電可逆比容量為800-1400mAh/g。
為達(dá)此目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
第一方面,本發(fā)明提供一種硫化鉬/碳復(fù)合材料的制備方法,所述方法包括以下步驟:
(1)將鉬源、硫源和有機(jī)碳源的混合溶液與棉類碳源混合,得到混合物;
(2)將步驟(1)得到的混合物進(jìn)行水熱反應(yīng),反應(yīng)完成后固液分離,得到硫化鉬/碳復(fù)合材料的前驅(qū)體;
(3)將步驟(3)得到的前驅(qū)體進(jìn)行熱處理,得到硫化鉬/碳復(fù)合材料。
棉類材料是自然界中廣泛存在的一種生物材料,能夠在高溫下碳化得到具有高導(dǎo)電性的碳材料,同時(shí)保留其原始形貌,為制備復(fù)合電極材料提供了很好的生物模板。使用棉類材料作為碳源,可大幅度緩解棉質(zhì)衣物等的回收處理問(wèn)題,同時(shí)為制備復(fù)合電極材料提供了價(jià)格低廉的碳源,綠色環(huán)保,符合低碳發(fā)展的需求。
棉類材料多為中空纖維結(jié)構(gòu),經(jīng)熱處理可碳化為碳微米管,同時(shí)本身具有毛細(xì)效應(yīng),利用毛細(xì)效應(yīng)和表面鍵合作用,可使硫化鉬直接生長(zhǎng)于碳微米管表面。所得到的硫化鉬/碳復(fù)合材料具有中空管狀結(jié)構(gòu),有利于電解液的充分浸潤(rùn),可縮短鋰離子和電子的傳輸路徑,增大與電解液的接觸面積,提供更多的反應(yīng)活性位置,同時(shí)可一定程度上緩沖材料在循環(huán)過(guò)程中的體積變化,從而改善材料的倍率性能及循環(huán)穩(wěn)定性。
根據(jù)本發(fā)明,步驟(1)所述鉬源為鉬酸銨、鉬酸鈉、硫代鉬酸銨、氯化鉬或乙酰丙酮鉬中的任意一種或至少兩種的組合,例如可以是鉬酸銨、鉬酸鈉、硫代鉬酸銨、氯化鉬或乙酰丙酮鉬中的任意一種;典型但非限定性的組合為:鉬酸銨和鉬酸鈉;鉬酸銨和硫代鉬酸銨;鉬酸銨和氯化鉬;鉬酸鈉和硫代鉬酸銨;氯化鉬和乙酰丙酮鉬;鉬酸銨、鉬酸鈉和硫代鉬酸銨;鉬酸銨、鉬酸鈉、硫代鉬酸銨和氯化鉬等,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉。
根據(jù)本發(fā)明,步驟(1)所述硫源為硫化鈉、硫代硫酸鈉或硫脲中的任意一種或至少兩種的組合,例如可以是硫化鈉、硫代硫酸鈉或硫脲中的任意一種;典型但非限定的組合為:硫化鈉和硫代硫酸鈉;硫化鈉和硫脲;硫代硫酸鈉和硫脲;硫化鈉、硫代硫酸鈉和硫脲。
根據(jù)本發(fā)明,步驟(1)所述有機(jī)碳源為葡萄糖、蔗糖、淀粉、環(huán)氧樹(shù)脂、果糖、聚偏氟乙烯或檸檬酸中的任意一種或至少兩種的組合,例如可以是葡萄糖、蔗糖、淀粉、環(huán)氧樹(shù)脂、果糖、聚偏氟乙烯或檸檬酸中的任意一種;典型但非限定性的組合為:葡萄糖和蔗糖;葡萄糖和淀粉;環(huán)氧樹(shù)脂和果糖;聚偏氟乙烯和檸檬酸;葡萄糖、蔗糖和淀粉;環(huán)氧樹(shù)脂、果糖和聚偏氟乙烯;葡萄糖、果糖、聚偏氟乙烯和檸檬酸等,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉。
本發(fā)明步驟(1)所述棉類碳源為棉質(zhì)或大部分為棉質(zhì)的材料,優(yōu)選為棉質(zhì)材料,進(jìn)一步優(yōu)選為衣服、毛巾、棉布、棉花、脫脂棉、化妝棉、棉簽、棉線或無(wú)塵布中的任意一種或至少兩種的組合,例如可以是衣服、毛巾、棉布、棉花、脫脂棉、化妝棉、棉簽、棉線或無(wú)塵布中的任意一種;典型但非限定性的組合為:衣服和毛巾;棉布和棉花;脫脂棉和化妝棉;棉簽和棉線;衣服、毛巾和棉布;棉花、脫脂棉和化妝棉;棉簽、棉線和無(wú)塵布;衣服、脫脂棉、棉簽和無(wú)塵布等,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉。
根據(jù)本發(fā)明,步驟(1)所述混合溶液中鉬/硫/碳的摩爾比為1:(1-10):(1-20),例如可以是1:1:1、1:1:2、1:2:3、1:2:4、1:3:5、1:3:6、1:4:7、1:4:8、1:5:9、1:5:10、1:6:11、1:6:12、1:7:13、1:7:14、1:8:15、1:8:16、1:9:17、1:9:18、1:10:19或1:10:20,以及上述數(shù)值之間的具體點(diǎn)值,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。
本發(fā)明中步驟(1)所述混合溶液中鉬/硫/碳的摩爾比優(yōu)選為1:(1-5):(1-5)。
上述鉬/硫/碳指的是鉬源中的鉬、硫源中的硫和有機(jī)碳源中的碳的比。
根據(jù)本發(fā)明,步驟(1)所述棉類碳源與鉬源的質(zhì)量比為(0.1-40):1,例如可以是0.1:1、0.5:1、1:1、1.5:1、2:1、2.5:1、3:1、3.5:1、4:1、5:1、10:1、15:1、20:1、25:1、30:1、35:1或40:1,以及上述數(shù)值之間的具體點(diǎn)值,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。
本發(fā)明中步驟(1)所述棉類碳源與鉬源的質(zhì)量比優(yōu)選為(0.5-4):1。
根據(jù)本發(fā)明,步驟(1)所述混合溶液中鉬元素的濃度為0.0001-5mol/L,例如可以是0.0001mol/L、0.001mol/L、0.01mol/L、0.1mol/L、1mol/L、1.5mol/L、2mol/L、2.5mol/L、3mol/L、3.5mol/L、4mol/L、4.5mol/L或5mol/L,以及上述數(shù)值之間的具體點(diǎn)值,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。
本發(fā)明中步驟(1)所述混合溶液中鉬源的濃度優(yōu)選為0.001-1mol/L。
根據(jù)本發(fā)明,步驟(2)所述水熱反應(yīng)的溫度為100-300℃,例如可以是100℃、120℃、140℃、160℃、180℃、200℃、220℃、240℃、260℃、280℃或300℃,以及上述數(shù)值之間的具體點(diǎn)值,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。
本發(fā)明中步驟(2)所述水熱反應(yīng)的溫度優(yōu)選為150-250℃。
根據(jù)本發(fā)明,步驟(2)所述水熱反應(yīng)的壓力為2-30MPa,例如可以是2MPa、3MPa、5MPa、8MPa、10MPa、12MPa、15MPa、18MPa、20MPa、23MPa、25MPa、27MPa或30MPa,以及上述數(shù)值之間的具體點(diǎn)值,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。
本發(fā)明中步驟(2)所述水熱反應(yīng)的壓力優(yōu)選為5-20MPa。
根據(jù)本發(fā)明,步驟(2)所述水熱反應(yīng)的時(shí)間為2-72h,例如可以是2h、7h、12h、17h、22h、27h、32h、37h、42h、47h、52h、57h、62h、67h或72h,以及上述數(shù)值之間的具體點(diǎn)值,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。
本發(fā)明中步驟(2)所述水熱反應(yīng)的時(shí)間優(yōu)選為15-30h。
本發(fā)明選擇水熱反應(yīng)對(duì)步驟(1)得到的混合物進(jìn)行加熱、加壓處理,示例性的,可以將步驟(1)所述混合物轉(zhuǎn)移至密閉反應(yīng)釜中,在烘箱中進(jìn)行加熱,使其進(jìn)行水熱反應(yīng)。在水熱的過(guò)程中反應(yīng)釜內(nèi)部直接達(dá)到了反應(yīng)所需的壓力,不需要額外增加壓力,簡(jiǎn)化操作的同時(shí)節(jié)省了成本。
本發(fā)明對(duì)步驟(2)中所述固液分離的具體方式不做特殊限定,制備過(guò)程中選擇本領(lǐng)域公知的手段進(jìn)行,示例性的可以選用過(guò)濾、離心或抽濾等方式進(jìn)行,但非僅限于此,以便于操作為宜。
根據(jù)本發(fā)明,步驟(3)所述熱處理的溫度為500-1000℃,例如可以是500℃、550℃、600℃、650℃、700℃、750℃、800℃、850℃、900℃、950℃或1000℃,以及上述數(shù)值之間的具體點(diǎn)值,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。
本發(fā)明中步驟(3)所述熱處理的溫度優(yōu)選為700-900℃。
根據(jù)本發(fā)明,步驟(3)所述熱處理的時(shí)間為0.5-10h,例如可以是0.5h、1h、2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h、9h或10h,以及上述數(shù)值之間的具體點(diǎn)值,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。
本發(fā)明中步驟(3)所述熱處理的時(shí)間優(yōu)選為1-4h。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案,本發(fā)明所述硫化鉬/碳復(fù)合材料的制備方法包括以下步驟:
(1)將鉬源、硫源和有機(jī)碳源的混合溶液與棉類碳源混合,得到混合物,其中,所述混合溶液中鉬/硫/碳的摩爾比為1:(1-10):(1-20),所述棉類碳源與鉬源的質(zhì)量比為(0.1-40):1,所述混合溶液中鉬源的濃度為0.0001-5mol/L;
(2)將步驟(1)得到的混合物在100-300℃、2-30MPa下水熱反應(yīng)2-72h,固液分離后得到硫化鉬/碳復(fù)合材料的前驅(qū)體;
(3)將步驟(3)得到的前驅(qū)體在500-1000℃下熱處理0.5-10h,得到硫化鉬/碳復(fù)合材料。
第二方面,本發(fā)明提供一種如第一方面所述的方法制備得到的硫化鉬/碳復(fù)合材料。
本發(fā)明得到的硫化鉬/碳復(fù)合材料具有特殊的形貌和結(jié)構(gòu),硫化鉬呈現(xiàn)有序的納米片狀結(jié)構(gòu),通過(guò)化學(xué)鍵與碳微米管基體緊密相連,均勻生長(zhǎng)于中空的碳微米管表面。
第三方面,本發(fā)明提供如第二方面所述的硫化鉬/碳復(fù)合材料的應(yīng)用,所述硫化鉬/碳復(fù)合材料可用作鋰離子電池負(fù)極材料、鈉離子電池負(fù)極材料或超級(jí)電容器電極材料。
與現(xiàn)有技術(shù)方案相比,本發(fā)明至少具有以下有益效果:
(1)制備過(guò)程直接使用廢棄的棉質(zhì)材料或大部分為棉質(zhì)的材料作為碳源和模板,綠色環(huán)保,同時(shí)大幅降低生產(chǎn)成本。
(2)制備得到的硫化鉬/碳復(fù)合材料作為鋰離子電池負(fù)極材料時(shí),具有優(yōu)異的電化學(xué)性能,其首次充放電可逆比容量為800-1400mAh/g,也可以作為鈉離子電池負(fù)極材料或超級(jí)電容器電極材料應(yīng)用在儲(chǔ)能領(lǐng)域。
(3)通過(guò)一步反應(yīng)使硫化鉬生長(zhǎng)在碳基體表面,制得具有特殊形貌結(jié)構(gòu)的硫化鉬/碳復(fù)合材料,無(wú)需模板劑和表面活性劑。
(4)制備過(guò)程操作簡(jiǎn)單、靈活,反應(yīng)條件溫和,適用于工業(yè)化生產(chǎn),具有廣闊的應(yīng)用前景。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明實(shí)施例1得到的硫化鉬/碳復(fù)合材料的掃描電鏡照片;
圖2為本發(fā)明實(shí)施例1得到的硫化鉬/碳復(fù)合材料的掃描電鏡照片;
圖3為本發(fā)明實(shí)施例1得到的硫化鉬/碳復(fù)合材料作為鋰離子電池負(fù)極材料的充放電曲線,圖中,橫坐標(biāo)為可逆比容量,縱坐標(biāo)為相對(duì)于參比電極鋰片的充放電電壓。
下面對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。但下述的實(shí)例僅僅是本發(fā)明的簡(jiǎn)易例子,并不代表或限制本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍,本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖并通過(guò)具體實(shí)施方式來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
為更好地說(shuō)明本發(fā)明,便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案,本發(fā)明的典型但非限制性的實(shí)施例如下:
實(shí)施例1
(1)將乙酰丙酮鉬、硫化鈉和葡萄糖按照鉬/硫/碳為1:3:10的摩爾比混合溶解于去離子水中,攪拌均勻后得到鉬離子濃度為0.01mol/L的混合溶液;按照鉬源/棉質(zhì)碳源為1:10的質(zhì)量比向混合溶液中加入棉布,得到混合物;
(2)將步驟(1)得到的混合物轉(zhuǎn)移至密閉反應(yīng)釜中,在烘箱內(nèi)180℃下水熱48h;將水熱后的產(chǎn)物進(jìn)行離心,洗滌處理,得到硫化鉬/碳材料的前驅(qū)體;
(3)將步驟(2)得到的前驅(qū)體在750℃下熱處理3h,得到硫化鉬/碳復(fù)合材料。
對(duì)本實(shí)施得到的硫化鉬/碳復(fù)合材料進(jìn)行SEM表征,如圖1和圖2所示,硫化鉬呈現(xiàn)有序的納米片狀結(jié)構(gòu),均勻生長(zhǎng)于中空的碳微米管表面,碳微米管直徑約為10-20μm。
將本實(shí)施例得到的硫化鉬/碳復(fù)合材料作為鋰離子電池負(fù)極材料進(jìn)行電化學(xué)性能測(cè)試,極片配比為硫化鉬/碳復(fù)合材料:乙炔黑:PVDF=70:15:15,以鋰片為參比電極,制備CR2016型紐扣電池。在0.01-3.0V電壓窗口,100mA/g電流密度下進(jìn)行測(cè)試。
結(jié)果如圖3所示,本實(shí)施例得到的硫化鉬/碳復(fù)合材料在作為鋰離子電池負(fù)極材料時(shí),表現(xiàn)出較高的可逆比容量。首次循環(huán)放電比容量為1500mAh/g,充電比容量為1130mAh/g。第二次循環(huán)放電比容量為1150mAh/g,充電比容量為1100mAh/g。
實(shí)施例2
(1)將鉬酸鈉、硫脲和淀粉按照鉬/硫/碳為1:10:20的摩爾比混合溶解于去離子水中,攪拌均勻后得到鉬離子濃度為0.2mol/L的混合溶液;按照鉬源/棉質(zhì)碳源為1:20的質(zhì)量比向混合溶液中加入衣服,得到混合物;
(2)將步驟(1)得到的混合物轉(zhuǎn)移至密閉反應(yīng)釜中,在烘箱內(nèi)210℃下水熱10h;將水熱后的產(chǎn)物進(jìn)行過(guò)濾,洗滌處理,得到硫化鉬/碳材料的前驅(qū)體;
(3)將步驟(2)得到的前驅(qū)體在500℃下熱處理10h,得到硫化鉬/碳復(fù)合材料。
對(duì)本實(shí)施得到的硫化鉬/碳復(fù)合材料進(jìn)行SEM表征,硫化鉬呈現(xiàn)有序的納米片狀結(jié)構(gòu),均勻生長(zhǎng)于中空的碳微米管表面,碳微米管直徑約為15-40μm。
將本實(shí)施例得到的硫化鉬/碳復(fù)合材料作為鋰離子電池負(fù)極材料進(jìn)行電化學(xué)性能測(cè)試,極片配比為硫化鉬/碳復(fù)合材料:乙炔黑:PVDF=80:10:10,以鋰片為參比電極,制備CR2016型紐扣電池。在0.01-3.0V電壓窗口,100mA/g電流密度下進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果顯示,其首次循環(huán)放電比容量為1400mAh/g,充電比容量為1050mAh/g。
實(shí)施例3
(1)將鉬酸銨、鉬酸鈉、硫代硫酸鈉和蔗糖按照鉬/硫/碳為1:1:3的摩爾比混合溶解于去離子水中(鉬酸銨和鉬酸鈉為任意比例),攪拌均勻后得到鉬離子濃度為0.5mol/L的混合溶液;按照鉬源/棉質(zhì)碳源為1:40的質(zhì)量比向混合溶液中加入棉布,得到混合物;
(2)將步驟(1)得到的混合物轉(zhuǎn)移至密閉反應(yīng)釜中,在烘箱內(nèi)250℃下水熱8h;將水熱后的產(chǎn)物進(jìn)行離心,洗滌處理,得到硫化鉬/碳材料的前驅(qū)體;
(3)將步驟(2)得到的前驅(qū)體在900℃下熱處理1h,得到硫化鉬/碳復(fù)合材料。
對(duì)本實(shí)施得到的硫化鉬/碳復(fù)合材料進(jìn)行SEM表征,硫化鉬呈現(xiàn)有序的納米片狀結(jié)構(gòu),均勻生長(zhǎng)于中空的碳微米管表面,碳微米管直徑約為10-20μm。
將本實(shí)施例得到的硫化鉬/碳復(fù)合材料作為鋰離子電池負(fù)極材料進(jìn)行電化學(xué)性能測(cè)試,測(cè)試方法同實(shí)施例1。結(jié)果顯示,其首次循環(huán)放電比容量為1350mAh/g,充電比容量為1020mAh/g。
實(shí)施例4
(1)將乙酰丙酮鉬、硫脲和環(huán)氧樹(shù)脂按照鉬/硫/碳為1:5:5的摩爾比混合溶解于去離子水中(鉬酸銨和鉬酸鈉為任意比例),攪拌均勻后得到鉬離子濃度為3mol/L的混合溶液;按照鉬源/棉質(zhì)碳源為1:8的質(zhì)量比向混合溶液中加入棉花,得到混合物;
(2)將步驟(1)得到的混合物轉(zhuǎn)移至密閉反應(yīng)釜中,在烘箱內(nèi)100℃下水熱72h;將水熱后的產(chǎn)物進(jìn)行過(guò)濾,洗滌處理,得到硫化鉬/碳材料的前驅(qū)體;
(3)將步驟(2)得到的前驅(qū)體在650℃下熱處理8h,得到硫化鉬/碳復(fù)合材料。
對(duì)本實(shí)施得到的硫化鉬/碳復(fù)合材料進(jìn)行SEM表征,硫化鉬呈現(xiàn)有序的納米片狀結(jié)構(gòu),均勻生長(zhǎng)于中空的碳微米管表面,碳微米管直徑約為5-15μm。
將本實(shí)施例得到的硫化鉬/碳復(fù)合材料作為鋰離子電池負(fù)極材料進(jìn)行電化學(xué)性能測(cè)試,測(cè)試方法同實(shí)施例1。結(jié)果顯示,其首次循環(huán)放電比容量為1300mAh/g,充電比容量為940mAh/g。
實(shí)施例5
(1)將鉬酸銨、硫脲和檸檬酸按照鉬/硫/碳為1:3:4的摩爾比混合溶解于去離子水中,攪拌均勻后得到鉬離子濃度為0.35mol/L的混合溶液;按照鉬源/棉質(zhì)碳源為1:3的質(zhì)量比向混合溶液中加入棉布,得到混合物;
(2)將步驟(1)得到的混合物轉(zhuǎn)移至密閉反應(yīng)釜中,在烘箱內(nèi)220℃下水熱24h;將水熱后的產(chǎn)物進(jìn)行離心,洗滌處理,得到硫化鉬/碳材料的前驅(qū)體;
(3)將步驟(2)得到的前驅(qū)體在850℃下熱處理3h,得到硫化鉬/碳復(fù)合材料。
對(duì)本實(shí)施得到的硫化鉬/碳復(fù)合材料進(jìn)行SEM表征,硫化鉬呈現(xiàn)有序的納米片狀結(jié)構(gòu),均勻生長(zhǎng)于中空的碳微米管表面,碳微米管直徑約為10-20μm。
將本實(shí)施例得到的硫化鉬/碳復(fù)合材料作為鋰離子電池負(fù)極材料進(jìn)行電化學(xué)性能測(cè)試,測(cè)試方法同實(shí)施例1。結(jié)果顯示,其首次循環(huán)放電比容量為1630mAh/g,充電比容量為1400mAh/g。
以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式,但是,本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié),在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi),可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型,這些簡(jiǎn)單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
另外需要說(shuō)明的是,在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征,在不矛盾的情況下,可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行組合,為了避免不必要的重復(fù),本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說(shuō)明。
此外,本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合,只要其不違背本發(fā)明的思想,其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開(kāi)的內(nèi)容。