一種鋰離子電池負(fù)極活性材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種鋰離子電池負(fù)極活性材料的制備方法，通過(guò)將非離子型多糖溶解在水溶液中，再將加入一定量的類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化物，超聲分散剝離一段時(shí)間后，離心得到非離子型多糖類/類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化物的分散溶液，冷凍干燥后其置于氮?dú)鈿夥罩斜簾欢〞r(shí)間取出，再通過(guò)與氫氧化鉀共混研磨，然后置于氮?dú)鈿夥罩徐褵罨?，即可得到類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化物/多孔碳材料，并將其應(yīng)用于鋰離子電池負(fù)極材料。本發(fā)明通過(guò)非離子型多糖剝離類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化物，方法綠色、簡(jiǎn)單、有效，同時(shí)得到的類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化物/多孔碳材料適用于作鋰離子電池負(fù)極材料，性能優(yōu)異，有利于的工業(yè)化生產(chǎn)與應(yīng)用。
【專利說(shuō)明】
_種裡禹子電池負(fù)極活性材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于材料學(xué)領(lǐng)域，涉及一種鋰離子電池，具體來(lái)說(shuō)是一種鋰離子電池負(fù)極活性材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]世界范圍內(nèi)對(duì)能源轉(zhuǎn)化和儲(chǔ)備日益增長(zhǎng)的需求促進(jìn)了多樣化的儲(chǔ)能材料和設(shè)備的快速發(fā)展。鋰離子電池具有能量密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)且無(wú)記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備中。近幾年，電動(dòng)設(shè)備的發(fā)展對(duì)鋰離子電池的功率密度和能量密度提出了更高的要求，而電極材料是鋰離子電池性能提高的決定性因素。在負(fù)極材料方面，目前商業(yè)化的鋰離子電池負(fù)極材料石墨理論容(372mAh/g)偏低，限制了鋰離子電池電化學(xué)性能的提高，因此設(shè)計(jì)和制備高性能鋰離子電池負(fù)極材料是滿足鋰離子電池向電動(dòng)設(shè)備發(fā)展的關(guān)鍵因素。過(guò)渡金屬二硫化物具有與石墨類似的層狀結(jié)構(gòu)，其層間弱的范德華力可以使其通過(guò)機(jī)械或化學(xué)剝離成單層或少層數(shù)的過(guò)渡金屬二硫化物納米片。隨著過(guò)渡金屬二硫化物層數(shù)減少，其電子能帶結(jié)構(gòu)會(huì)有明顯改變，尤其是單層過(guò)渡金屬二硫化物顯示了一些意想不到的新特性(如:高的荷電迀移率、極高的開(kāi)關(guān)比)，層狀結(jié)構(gòu)使得金屬離子可以嵌入、脫出分子層間隙，使其擁有鋰離子電池負(fù)極材料所需的儲(chǔ)、放鋰離子功能而成為研究的熱點(diǎn)。然而單純性的過(guò)渡金屬二硫化物作為鋰離子電池負(fù)極材料，其導(dǎo)電性差，晶體易團(tuán)聚或粉化以及循環(huán)穩(wěn)定性，制約了其在鋰離子電池負(fù)極材料中的進(jìn)一步發(fā)展，因此研究認(rèn)為，當(dāng)過(guò)渡金屬二硫化物與碳基材料復(fù)合，不僅可以為電極體系提供穩(wěn)定的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，而且可以極大緩沖嵌鋰后體系體積膨脹，減緩甚至避免材料粉化，延長(zhǎng)電極使用壽命，從而提高鋰離子電池性能。
[0003]Wang等人將黑木耳浸泡在硫代鉬酸銨體系中，后凍干碳化得到了二硫化鉬/多孔碳復(fù)合材料用于鋰離子電池負(fù)極材料從而顯示了優(yōu)異的循環(huán)性能(Chemical EngineeringJournal 2016，288:179-184)。專利申請(qǐng)201410519794.2也公開(kāi)了一種將氧化石墨烯溶液、含氮前驅(qū)體、含硫和含鉬前驅(qū)體在溶液中混合，去除溶劑或雜離子后得到前驅(qū)體材料，將該前驅(qū)體材料在惰性氣體保護(hù)下熱處理進(jìn)行氮摻雜和結(jié)晶從而得到氮摻雜石墨烯/ 二硫化鉬復(fù)合材料可用于鋰離子電池負(fù)極材料。目前，構(gòu)筑類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化物/碳復(fù)合材料的方法幾乎主要是通過(guò)將不同的碳基材料與過(guò)渡金屬二硫化物前驅(qū)體進(jìn)行水熱或者高溫反應(yīng)制得，其中類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化物的生成還是基于前驅(qū)體化合物的合成，因此使得合成過(guò)程中類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化物的層數(shù)控制以及晶體完整性受到很大的影響。另外大量類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化物前驅(qū)體的使用不可避免造成浪費(fèi)和環(huán)境污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種鋰離子電池負(fù)極活性材料的制備方法，所述的這種鋰離子電池負(fù)極活性材料的制備方法要解決現(xiàn)有技術(shù)的鋰離子電池負(fù)極材料的制備過(guò)程中類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化物的層數(shù)控制以及晶體完整性受到很大的影響，從而影響鋰離子電池負(fù)極材料壽命的技術(shù)問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明提供了一種鋰離子電池負(fù)極活性材料的制備方法，包括如下步驟:
1)一個(gè)采用非離子型多糖輔助液相剝離類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化物的步驟;將非離子型多糖加入到體積分?jǐn)?shù)為0-10%的醋酸水溶液中，在溫度為5?90°C下攪拌溶解，配置成濃度為0.1?100 mg/mL的水溶液，將類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化物加入到非離子型多糖的水溶液中，類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化物與非離子型多糖質(zhì)量比為1: 0.1?200，超聲分散0.5?200小時(shí)，形成分散液；
2)—個(gè)制備類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化物/非離子型多糖多孔泡沫的步驟;將步驟I)得到的分散液在每分鐘1000?20000rpm下離心分離5-60分鐘，去除底部沉淀，將得到的層狀金屬硫化物/非離子型多糖水分散液在-5?-196 °C下冷凍5?1500分鐘后，置于冷凍干燥機(jī)中冷凍干燥48?200小時(shí)取出，得到類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化物/非離子型多糖多孔泡沫；
3)—個(gè)制備類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化物/多孔碳材料的步驟;將步驟2)中得到的類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化物/非離子型多糖泡沫置于惰性氣體保護(hù)下以I?10°C/min的加熱速率加熱至500?800°C反應(yīng)0.5?24小時(shí)，取出后用0.1?2 mol/L的鹽酸的水溶液和去離子水中依次洗滌I?5次后置于真空烘箱中，60?80°C烘干2?48小時(shí)，得到層狀金屬硫化物/碳復(fù)合材料；
4)將層狀金屬硫化物/碳復(fù)合材料與氫氧化鉀研磨混合均勻后置于惰性氣體保護(hù)下，以I?10°C/min的加熱速率加熱至500?800 °C，類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化物與氫氧化鉀的質(zhì)量比為1:1?20;反應(yīng)活化I?12小時(shí)后取出置于0.1?I mol/L的鹽酸的水溶液和去離子水中依次洗滌2?10次至pH中性后于真空烘箱中60?80°C烘干2?48小時(shí)，即得到一種鋰離子電池負(fù)極活性材料，
進(jìn)一步的，步驟I)中所述的非離子型多糖選自殼聚糖、明膠、淀粉、阿拉伯膠、海藻酸鈉、羧甲基纖維素鈉、果膠、瓜豆兒膠、瓜爾膠、或者西黃芪膠中的任意一種或者兩種以上的組合。
[000?] 進(jìn)一步的，步驟I)中，所述的類石墨稀過(guò)渡金屬二硫化物選自WS2, M0S2, MoSe2,TaSe2, NbSe2, WTe2, MoTe2、或者NiTe2的任意一種或者兩種以上的組合。
進(jìn)一步的，步驟3)和步驟4)中，所述惰性氣體為氮?dú)?、氬氣、或氮?dú)馀c氬氣的混合氣體中的任意一種或者兩種以上的組合。
本發(fā)明通過(guò)將非離子型多糖溶解在水溶液中，再將加入一定量的類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化物，超聲分散剝離一段時(shí)間后，離心得到非離子型多糖類/類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化物的分散溶液，冷凍干燥后其置于氮?dú)鈿夥罩斜簾欢〞r(shí)間取出，再通過(guò)與氫氧化鉀共混研磨，然后置于氮?dú)鈿夥罩徐褵罨?，即可得到類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化物/多孔碳材料，可應(yīng)用于鋰離子電池負(fù)極材料。
[0007]本發(fā)明通過(guò)非離子型多糖輔助液相剝離類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化物，通過(guò)冷凍干燥，焙燒，再與氫氧化鉀共混研磨焙燒活化，獲得類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化物/多孔碳復(fù)合材料。本發(fā)明通過(guò)冷凍干燥分散液可以保持骨架結(jié)構(gòu)不變，構(gòu)筑三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)泡沫，通過(guò)與氫氧化鉀共混研磨焙燒可以獲得多孔碳骨架，其剝離得到的類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化物納米片層分散在多孔碳骨架結(jié)構(gòu)中。整個(gè)過(guò)程方法簡(jiǎn)單、綠色環(huán)保、有效，適于產(chǎn)業(yè)化規(guī)模，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和應(yīng)用前景。本發(fā)明所制得的類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化物/多孔碳復(fù)合材料，不僅可以作為鋰離子電池負(fù)極材料，也可以作鈉電池，鎂電池，電催化產(chǎn)氫，光催化產(chǎn)氫、超級(jí)電容器電極材料應(yīng)用。
[0008]本發(fā)明和已有技術(shù)相比，其技術(shù)進(jìn)步是顯著的。本發(fā)明通過(guò)非離子型多糖剝離類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化物，有效的將類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化物與碳基材料復(fù)合提高鋰離子電池性能，綠色化構(gòu)筑類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化物的多孔碳材料。本發(fā)明的方法綠色、簡(jiǎn)單、有效，同時(shí)得到的類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化物/多孔碳材料適用于作鋰離子電池負(fù)極材料，性能優(yōu)異，有利于的工業(yè)化生產(chǎn)與應(yīng)用。
[0009]
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為實(shí)施例1液相剝離所得的MoS2的透射電子顯微鏡圖。
[0011]圖2為實(shí)施例1所得的MoS2/C復(fù)合材料在鋰離子電池測(cè)試中得到的倍率性能圖。
[0012]圖3為實(shí)施例1所得的MO&/C復(fù)合材料在鋰離子電池測(cè)試中得到的循環(huán)次數(shù)圖。
[0013]以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說(shuō)明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0015]實(shí)施例1
類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化鉬/多孔碳材料的制備
(1)殼聚糖輔助液相剝離類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化鉬
將殼聚糖加入到體積分?jǐn)?shù)為O?10%的醋酸水溶液中，在溫度為5?90°C下攪拌溶解，配置成濃度為0.1?100 mg/mL的水溶液，將類石墨稀過(guò)渡金屬二硫化鉬按一定比例加入到殼聚糖的水溶液中，超聲分散0.5?200小時(shí)，形成分散液；
(2)類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化鉬/非離子型多糖多孔泡沫的制備
將步驟I得到的分散液在每分鐘1000?20000rpm下離心分離5-60分鐘去除底部沉淀，將得到的層狀金屬二硫化鉬/非離子型多糖水分散液在-5?-196 °C下冷凍5?1500分鐘后，置于冷凍干燥機(jī)中冷凍干燥48?200小時(shí)取出，得到類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化鉬/非離子型多糖多孔泡沫；
(3)類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化鉬/多孔碳材料的制備
將步驟2中得到的類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化鉬/非離子型多糖泡沫置于惰性氣體氮?dú)狻鍤饣虻獨(dú)馀c氬氣的混合氣體中的至少一種保護(hù)下以I?10°C/min的加熱速率加熱至500?800°C反應(yīng)0.5?24小時(shí)，取出用0.1-2 mol/L的鹽酸的水溶液和去離子水中依次洗滌1~5次后置于真空烘箱中60?80°C烘干2?48小時(shí)，得到層狀金屬二硫化鉬/碳復(fù)合材料，與氫氧化鉀按一定質(zhì)量比研磨混合均勻后置于惰性氣體氮?dú)?、氬氣或氮?dú)馀c氬氣的混合氣體中的至少一種保護(hù)下以I?10°C/min的加熱速率加熱至500?800°C反應(yīng)活化I?12小時(shí)后取出置于
0.1-1 mol/L的鹽酸的水溶液和去離子水中依次洗滌2?10次至pH中性后于真空烘箱中60?80°C烘干2?48小時(shí)，即得到一種鋰離子電池負(fù)極活性材料。
[0016]在本實(shí)施例中，鋰離子電池負(fù)極材料性能表征通過(guò)紐扣式半電池進(jìn)行封裝和測(cè)試，負(fù)極為類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化物/多孔碳復(fù)合材料、活性炭黑、聚偏氟乙烯(質(zhì)量比為8:1:1)混合物，對(duì)電極為金屬鋰片，電解質(zhì)為六氟磷酸鋰溶液的碳酸乙酯/碳酸二甲酯溶液。
[0017]如圖1所示，本實(shí)施例通過(guò)液相剝離所制得的MoS2具有明顯的單層或者幾層的片狀結(jié)構(gòu)。如圖2所示，為MoS2/C復(fù)合材料在鋰離子電池測(cè)試中得到的倍率性能圖，當(dāng)電流密度達(dá)到lA/g的時(shí)候容量依然可以保持在1000mAh/g，在電流密度為5A/g的時(shí)候容量仍然可以達(dá)到600 mAh/g左右。如圖3所示，為MoS2/C復(fù)合材料在鋰離子電池測(cè)試中得到的循環(huán)次數(shù)圖，在電流密度為ΙΟΑ/g的時(shí)候循環(huán)1000圈仍能達(dá)到500 mAh/g。
[0018]實(shí)施例2
類石墨稀過(guò)渡金屬二硫化媽/多孔碳材料的制備
(1)殼聚糖輔助液相剝離類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化鎢
將殼聚糖加入到體積分?jǐn)?shù)為O?10%的醋酸水溶液中，在溫度為5?90°C下攪拌溶解，配置成濃度為0.1?100 mg/mL的水溶液，將類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化鎢按一定比例加入到殼聚糖的水溶液中，超聲分散0.5?200小時(shí)，形成分散液；
(2)類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化鎢/非離子型多糖多孔泡沫的制備
將步驟I得到的分散液在每分鐘1000?20000rpm下離心分離5-60分鐘去除底部沉淀，將得到的層狀金屬二硫化媽/非離子型多糖水分散液在-5?-196 °C下冷凍5?1500分鐘后，置于冷凍干燥機(jī)中冷凍干燥48?200小時(shí)取出，得到類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化鎢/非離子型多糖多孔泡沫；
(3)類石墨稀過(guò)渡金屬二硫化媽/多孔碳材料的制備
將步驟2中得到的類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化鎢/非離子型多糖泡沫置于惰性氣體氮?dú)?、氬氣或氮?dú)馀c氬氣的混合氣體中的至少一種保護(hù)下以I?10°C/min的加熱速率加熱至500?800°C反應(yīng)0.5?24小時(shí)，取出用0.1-2 mol/L的鹽酸的水溶液和去離子水中依次洗滌1~5次后置于真空烘箱中60?80°C烘干2?48小時(shí)，得到層狀金屬二硫化鎢/碳復(fù)合材料，與氫氧化鉀按一定質(zhì)量比研磨混合均勻后置于惰性氣體氮?dú)?、氬氣或氮?dú)馀c氬氣的混合氣體中的至少一種保護(hù)下以I?10°C/min的加熱速率加熱至500?800°C反應(yīng)活化I?12小時(shí)后取出置于
0.1-1 mol/L的鹽酸的水溶液和去離子水中依次洗滌2?10次至pH中性后于真空烘箱中60?80°C烘干2?48小時(shí)，即得到一種鋰離子電池負(fù)極活性材料。
[0019]實(shí)施例3
類石墨稀過(guò)渡金屬M(fèi)oSe2/多孔碳材料的制備
(1)殼聚糖輔助液相剝離類石墨烯過(guò)渡金屬M(fèi)oSe2
將殼聚糖加入到體積分?jǐn)?shù)為O?10%的醋酸水溶液中，在溫度為5?90°C下攪拌溶解，配置成濃度為0.1?100 mg/mL的水溶液，將類石墨稀過(guò)渡金屬M(fèi)oSe2按一定比例加入到殼聚糖的水溶液中，超聲分散0.5?200小時(shí)，形成分散液；
(2)類石墨烯過(guò)渡金屬M(fèi)oSe2/非離子型多糖多孔泡沫的制備
將步驟I得到的分散液在每分鐘1000?20000rpm下離心分離5-60分鐘去除底部沉淀，將得到的層狀金屬M(fèi)oSe2/非離子型多糖水分散液在_5?-196 °C下冷凍5?1500分鐘后，置于冷凍干燥機(jī)中冷凍干燥48?200小時(shí)取出，得到類石墨烯過(guò)渡金屬M(fèi)oSe2/非離子型多糖多孔泡沫； (3)類石墨稀過(guò)渡金屬M(fèi)oSe2/多孔碳材料的制備
將步驟2中得到的類石墨烯過(guò)渡金屬M(fèi)oSe2/非離子型多糖泡沫置于惰性氣體氮?dú)?、氬氣或氮?dú)馀c氬氣的混合氣體中的至少一種保護(hù)下以I?10°C/min的加熱速率加熱至500?800°C反應(yīng)0.5?24小時(shí)，取出用0.1-2 mol/L的鹽酸的水溶液和去離子水中依次洗滌1~5次后置于真空烘箱中60?80 °C烘干2?48小時(shí)，得到層狀金屬M(fèi)oSe2/碳復(fù)合材料，與氫氧化鉀按一定質(zhì)量比研磨混合均勻后置于惰性氣體氮?dú)?、氬氣或氮?dú)馀c氬氣的混合氣體中的至少一種保護(hù)下以I?10°C/min的加熱速率加熱至500?800°C反應(yīng)活化I?12小時(shí)后取出置于0.1?I mo 1/L的鹽酸的水溶液和去離子水中依次洗滌2?10次至pH中性后于真空烘箱中60?80V烘干2?48小時(shí)，即得到一種鋰離子電池負(fù)極活性材料。
[0020]實(shí)施例4
類石墨稀過(guò)渡金屬WT Θ2/多孔碳材料的制備
(1)殼聚糖輔助液相剝離類石墨烯過(guò)渡金屬WTe2
將殼聚糖加入到體積分?jǐn)?shù)為O?10%的醋酸水溶液中，在溫度為5?90°C下攪拌溶解，配置成濃度為0.1?100 mg/mL的水溶液，將類石墨烯過(guò)渡金屬WTe2按一定比例加入到殼聚糖的水溶液中，超聲分散0.5?200小時(shí)，形成分散液；
(2)類石墨烯過(guò)渡金屬WTe2/非離子型多糖多孔泡沫的制備
將步驟I得到的分散液在每分鐘1000?20000rpm下離心分離5-60分鐘去除底部沉淀，將得到的層狀金屬WTe2/非離子型多糖水分散液在_5?-196 °C下冷凍5?1500分鐘后，置于冷凍干燥機(jī)中冷凍干燥48?200小時(shí)取出，得到類石墨烯過(guò)渡金屬WTe2/非離子型多糖多孔泡沫；
(3)類石墨稀過(guò)渡金屬WTe2/多孔碳材料的制備
將步驟2中得到的類石墨烯過(guò)渡金屬WTe2/非離子型多糖泡沫置于惰性氣體氮?dú)?、氬氣或氮?dú)馀c氬氣的混合氣體中的至少一種保護(hù)下以I?10°C/min的加熱速率加熱至500?800°C反應(yīng)0.5?24小時(shí)，取出用0.1?2 mol/L的鹽酸的水溶液和去離子水中依次洗滌I?5次后置于真空烘箱中60?80 °C烘干2?48小時(shí)，得到層狀金屬WTe2/碳復(fù)合材料，與氫氧化鉀按一定質(zhì)量比研磨混合均勻后置于惰性氣體氮?dú)狻鍤饣虻獨(dú)馀c氬氣的混合氣體中的至少一種保護(hù)下以1?10°(:/11^11的加熱速率加熱至500~800°(:反應(yīng)活化1?12小時(shí)后取出置于0.1~1mol/L的鹽酸的水溶液和去離子水中依次洗滌2?10次至pH中性后于真空烘箱中60?80 °C烘干2?48小時(shí)，即得到一種鋰離子電池負(fù)極活性材料。
[0021]實(shí)施例5
類石墨稀過(guò)渡金屬M(fèi)oTe2/多孔碳材料的制備
(1)殼聚糖輔助液相剝離類石墨烯過(guò)渡金屬M(fèi)oTe2
將殼聚糖加入到體積分?jǐn)?shù)為O?10%的醋酸水溶液中，在溫度為5?90°C下攪拌溶解，配置成濃度為0.1?100 mg/mL的水溶液，將類石墨稀過(guò)渡金屬M(fèi)oTe2按一定比例加入到殼聚糖的水溶液中，超聲分散0.5?200小時(shí)，形成分散液；
(2)類石墨烯過(guò)渡金屬M(fèi)oTe2/非離子型多糖多孔泡沫的制備
將步驟I得到的分散液在每分鐘1000?20000rpm下離心分離5-60分鐘去除底部沉淀，將得到的層狀金屬M(fèi)oTe2/非離子型多糖水分散液在_5?-196 °C下冷凍5?1500分鐘后，置于冷凍干燥機(jī)中冷凍干燥48?200小時(shí)取出，得到類石墨烯過(guò)渡金屬M(fèi)oTe2/非離子型多糖多孔泡沫；
(3)類石墨稀過(guò)渡金屬WTe2/多孔碳材料的制備
將步驟2中得到的類石墨烯過(guò)渡金屬M(fèi)oTe2/非離子型多糖泡沫置于惰性氣體氮?dú)?、氬氣或氮?dú)馀c氬氣的混合氣體中的至少一種保護(hù)下以I?10°C/min的加熱速率加熱至500?800°C反應(yīng)0.5?24小時(shí)，取出用0.1-2 mol/L的鹽酸的水溶液和去離子水中依次洗滌1~5次后置于真空烘箱中60?80 °C烘干2?48小時(shí)，得到層狀金屬M(fèi)oTe2/碳復(fù)合材料，與氫氧化鉀按一定質(zhì)量比研磨混合均勻后置于惰性氣體氮?dú)?、氬氣或氮?dú)馀c氬氣的混合氣體中的至少一種保護(hù)下以I?10°C/min的加熱速率加熱至500?800°C反應(yīng)活化I?12小時(shí)后取出置于0.1?I mo 1/L的鹽酸的水溶液和去離子水中依次洗滌2?10次至pH中性后于真空烘箱中60?80V烘干2?48小時(shí)，即得到一種鋰離子電池負(fù)極活性材料。
[0022]實(shí)施例6
類石墨稀過(guò)渡金屬NiTe2/多孔碳材料的制備
(1)殼聚糖輔助液相剝離類石墨烯過(guò)渡金屬NiTe2
將殼聚糖加入到體積分?jǐn)?shù)為O?10%的醋酸水溶液中，在溫度為5?90°C下攪拌溶解，配置成濃度為0.1?100 mg/mL的水溶液，將類石墨烯過(guò)渡金屬NiTe2按一定比例加入到殼聚糖的水溶液中，超聲分散0.5?200小時(shí)，形成分散液；
(2)類石墨烯過(guò)渡金屬NiTe2/非離子型多糖多孔泡沫的制備
將步驟I得到的分散液在每分鐘1000?20000rpm下離心分離5-60分鐘去除底部沉淀，將得到的層狀金屬NiTe2/非離子型多糖水分散液在_5?-196 °C下冷凍5?1500分鐘后，置于冷凍干燥機(jī)中冷凍干燥48?200小時(shí)取出，得到類石墨烯過(guò)渡金屬NiTe2/非離子型多糖多孔泡沫；
(3)類石墨稀過(guò)渡金屬NiTe2/多孔碳材料的制備
將步驟2中得到的類石墨烯過(guò)渡金屬NiTe2/非離子型多糖泡沫置于惰性氣體氮?dú)?、氬氣或氮?dú)馀c氬氣的混合氣體中的至少一種保護(hù)下以I?10°C/min的加熱速率加熱至500?800°C反應(yīng)0.5?24小時(shí)，取出用0.1-2 mol/L的鹽酸的水溶液和去離子水中依次洗滌1~5次后置于真空烘箱中60?80°C烘干2?48小時(shí)，得到層狀金屬NiTe2/碳復(fù)合材料，與氫氧化鉀按一定質(zhì)量比研磨混合均勻后置于惰性氣體氮?dú)?、氬氣或氮?dú)馀c氬氣的混合氣體中的至少一種保護(hù)下以I?10°C/min的加熱速率加熱至500?800°C反應(yīng)活化I?12小時(shí)后取出置于0.1?I mo 1/L的鹽酸的水溶液和去離子水中依次洗滌2?10次至pH中性后于真空烘箱中60?80V烘干2?48小時(shí)，即得到一種鋰離子電池負(fù)極活性材料。
[0023]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的具體實(shí)施例，然而對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、替換、修改以及變型，被發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鋰離子電池負(fù)極活性材料的制備方法，其特征在于包括如下步驟: 1)一個(gè)采用非離子型多糖輔助液相剝離類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化物的步驟;將非離子型多糖加入到體積分?jǐn)?shù)為O?10%的醋酸水溶液中，在溫度為5?90°C下攪拌溶解，配置成濃度為0.1?100 mg/mL的水溶液，將類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化物加入到非離子型多糖的水溶液中，類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化物與非離子型多糖質(zhì)量比為1: 0.1?200，超聲分散0.5?200小時(shí)，形成分散液； 2)—個(gè)制備類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化物/非離子型多糖多孔泡沫的步驟;將步驟I)得到的分散液在每分鐘1000?20000rpm下離心分離5-60分鐘，去除底部沉淀，將得到的層狀金屬硫化物/非離子型多糖水分散液在-5?-196 °C下冷凍5?1500分鐘后，置于冷凍干燥機(jī)中冷凍干燥48?200小時(shí)取出，得到類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化物/非離子型多糖多孔泡沫； 3)—個(gè)制備類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化物/多孔碳材料的步驟;將步驟2)中得到的類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化物/非離子型多糖泡沫置于惰性氣體保護(hù)下以I?10°C/min的加熱速率加熱至500?800°C反應(yīng)0.5?24小時(shí)，取出后用0.1?2 mol/L的鹽酸的水溶液和去離子水中依次洗滌I?5次后置于真空烘箱中，60?80°C烘干2?48小時(shí)，得到層狀金屬硫化物/碳復(fù)合材料； 4)將層狀金屬硫化物/碳復(fù)合材料與氫氧化鉀研磨混合均勻后置于惰性氣體保護(hù)下，以I?10°C/min的加熱速率加熱至500?800 °C，類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化物與氫氧化鉀的質(zhì)量比為1:1?20;反應(yīng)活化I?12小時(shí)后取出置于0.1?I mol/L的鹽酸的水溶液和去離子水中依次洗滌2?10次至pH中性后于真空烘箱中60?80°C烘干2?48小時(shí)，即得到一種鋰離子電池負(fù)極活性材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池負(fù)極活性材料的制備方法，其特征在于:步驟I)中所述的非離子型多糖選自殼聚糖、明膠、淀粉、阿拉伯膠、海藻酸鈉、羧甲基纖維素鈉、果膠、瓜豆兒膠、瓜爾膠、或者西黃芪膠中的任意一種或者兩種以上的組合。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池負(fù)極活性材料的制備方法，其特征在于:步驟O中，所述的類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化物選自WS2, MoS2, MoSe2, TaSe2, NbSe2, WTe2,MoTe2、或者NiTe2的任意一種或者兩種以上的組合。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池負(fù)極活性材料的制備方法，其特征在于:步驟3)和步驟4)中，所述惰性氣體為氮?dú)狻鍤?、或氮?dú)馀c氬氣的混合氣體中的任意一種或者兩種以上的組合。
【文檔編號(hào)】H01M10/0525GK105870411SQ201610234546
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年4月15日
【發(fā)明人】范金辰, 郭帥楠, 莫瑤, 閔宇霖, 徐群杰, 劉鵬, 陳慧, 陳一慧
【申請(qǐng)人】上海電力學(xué)院