CN105140513A - 一种以糖类为碳源合成的MoS2/C锂离子电池负极复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种以糖类为碳源合成的MoS2/C锂离子电池负极复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种以糖类为碳源合成的MoS2/C锂离子电池负极复合材料及其制备方法，由钼酸钠、硫脲糖类以及去离子水通过水热反应制备而成，与传统的锂离子电池负极复合材料相比具有如下明显优点：a)制备原料成本低廉，容易购买，性价比高；b)减少了制备过程中的原料损失，易于操作及工业化生产；c)制备而成的电池能量转化率较高。

Description

一种以糖类为碳源合成的MoS2/C锂离子电池负极复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电化学领域，尤其涉及一种以糖类为碳源合成的MoS2/C锂离子电池负极复合材料及其制备方法。
背景技术
化学电源是实现电能和化学能互相转换的装置，是能更合理利用能源的重要媒介。新一代的锂离子电池具有工作电压高、体积小、比容量高、重量轻、无记忆效应等优异性能。商业化锂离子电池多采用碳材料作为负极，碳材料使用较多的为石墨，石墨由于结构特点具有较好的循环稳定性，然而其缺点也不容忽视，首先理论容量的限制不能适应高比容量的要求，其次嵌锂电位与金属锂沉积电位接近，金属锂可能会在电极表面产生枝晶析出，对电池来说有安全性问题。近几年关于负极材料的大量研究也在围绕着提高电池容量，增强电池的循环稳定性以及提高安全性能展开，如何寻求一种较好的负极材料以满足社会的需求有待研究。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中传统锂电池负极材料所存在的缺陷，本发明的第一目的是提出一种成本低廉、制备简便、能量转换效率高的以糖类为碳源合成的MoS2/C锂离子电池负极复合材料。
本发明的第二目的是提出上述复合材料的制备方法。
技术方案：为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种以糖类为碳源合成的MoS2/C锂离子电池负极复合材料，包括以下组分的制备原料：
物质的量之比为1:4.1-4.3:1.17-1.19的钼酸钠、硫脲、糖类，去离子水；其中去离子水的加入量为1mol的钼酸钠对应60mL的去离子水。
更进一步的，所述糖类为葡萄糖、蔗糖以及可溶性淀粉中的一种。
上述以糖类为碳源合成的MoS2/C锂离子电池负极复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)准备好所需量的制备原料，混合均匀后放入水热反应釜中，在180-220℃下进行水热反应24h；
(2)将上述反应产物过滤后在70-80℃下真空干燥24h，得到黑色粉末；
(3)将管式炉中充满氩气和氢气的混合气体，将步骤(2)得到的黑色粉末置于管式炉中以700-800℃的温度保温2-2.5h，；保温完成后冷却到室温即可得到所需MoS2/C锂离子电池负极复合材料。
更进一步的，所述步骤(3)中管式炉中的氩气和氢气的体积比为9:1。
更为优选的，所述步骤(4)中管式炉的温度升温速率为16-20℃/min。
有益效果：本发明提供的一种以糖类为碳源合成的MoS2/C锂离子电池负极复合材料及其制备方法，由钼酸钠、硫脲、糖类以及去离子水通过水热反应制备而成，与传统的锂离子电池负极复合材料相比具有如下明显优点：a)制备原料成本低廉，容易购买，性价比高；b)减少了制备过程中的原料损失，易于操作及工业化生产；c)制备而成的电池能量转化率较高。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明：
实施例1：
一种以糖类为碳源合成的MoS2/C锂离子电池负极复合材料，包括以下组分的制备原料：
钼酸钠0.300g，硫脲0.400g以及葡萄糖1.000g，去离子水60mL；上述以糖类为碳源合成的MoS2/C锂离子电池负极复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)准备好所需量的制备原料，混合均匀后放入水热反应釜中，在200℃下进行水热反应24h；
(2)将上述反应产物过滤后在70℃下真空干燥24h，得到黑色粉末；
(3)将管式炉中充满氩气和氢气的混合气体，其体积比为9:1，将步骤(2)得到的黑色粉末置于管式炉中以800℃的温度保温2h，；保温完成后冷却到室温即可得到所需MoS2/C锂离子电池负极复合材料，其中温度的升温速率为20℃/min。
实施例2：
一种以糖类为碳源合成的MoS2/C锂离子电池负极复合材料，包括以下组分的制备原料：
钼酸钠0.300g，硫脲0.400g以及蔗糖0.951g，去离子水60mL；上述以糖类为碳源合成的MoS2/C锂离子电池负极复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)准备好所需量的制备原料，混合均匀后放入水热反应釜中，在180℃下进行水热反应24h；
(2)将上述反应产物过滤后在80℃下真空干燥24h，得到黑色粉末；
(3)将管式炉中充满氩气和氢气的混合气体，其体积比为9:1，将步骤(2)得到的黑色粉末置于管式炉中以700℃的温度保温2.5h，；保温完成后冷却到室温即可得到所需MoS2/C锂离子电池负极复合材料，其中温度的升温速率为16℃/min。
实施例3：
一种以糖类为碳源合成的MoS2/C锂离子电池负极复合材料，包括以下组分的制备原料：
钼酸钠0.300g，硫脲0.400g以及可溶性淀粉0.900g，去离子水60mL；上述以糖类为碳源合成的MoS2/C锂离子电池负极复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)准备好所需量的制备原料，混合均匀后放入水热反应釜中，在220℃下进行水热反应24h；
(2)将上述反应产物过滤后在75℃下真空干燥24h，得到黑色粉末；
(3)将管式炉中充满氩气和氢气的混合气体，其体积比为9:1，将步骤(2)得到的黑色粉末置于管式炉中以750℃的温度保温2.25h，；保温完成后冷却到室温即可得到所需MoS2/C锂离子电池负极复合材料，其中温度的升温速率为18℃/min。
综上，从实施例1-3可看出，本发明以糖类为碳源合成的MoS2/C锂离子电池负极复合材料及其制备方法，由钼酸钠、硫脲、糖类以及去离子水通过水热反应制备而成，与传统的锂离子电池负极复合材料相比具有如下明显优点：a)制备原料成本低廉，容易购买，性价比高；b)减少了制备过程中的原料损失，易于操作及工业化生产；c)制备而成的电池能量转化率较高。
应当指出，以上具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (5)

1.一种以糖类为碳源合成的MoS2/C锂离子电池负极复合材料，其特征在于包括以下组分的制备原料：
物质的量之比为1:4.1-4.3:1.17-1.19的钼酸钠、硫脲、糖类，去离子水，其中去离子水的加入量为1mol的钼酸钠对应60mL的去离子水。
2.根据权利要求1所述的以糖类为碳源合成的MoS2/C锂离子电池负极复合材料，其特征在于：所述糖类为葡萄糖、蔗糖以及可溶性淀粉中的一种。
3.如权利要求1所述的以糖类为碳源合成的MoS2/C锂离子电池负极复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)准备好所需量的制备原料，混合均匀后放入水热反应釜中，在180-220℃下进行水热反应24h；
(2)将上述反应产物过滤后在70-80℃下真空干燥24h，得到黑色粉末；
(3)将管式炉中充满氩气和氢气的混合气体，将步骤(2)得到的黑色粉末置于管式炉中以700-800℃的温度保温2-2.5h，；保温完成后冷却到室温即可得到所需MoS2/C锂离子电池负极复合材料。
4.根据权利要求3所述的以糖类为碳源合成的MoS2/C锂离子电池负极复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中管式炉中的氩气和氢气的体积比为9:1。
5.根据权利要求3所述的以糖类为碳源合成的MoS2/C锂离子电池负极复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中管式炉的温度升温速率为16-20℃/min。
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