[发明专利]一种S沉积花状MoS2钠离子电池负极材料的制备方法

说明书

一种S沉积花状MoS₂钠离子电池负极材料的制备方法，将钼酸铵同硫充分研磨得到混合物A；将一定量的硫充分研磨得到B；将A和B分别置于双温区管式炉中，排去空气，一定温度下钼酸铵同硫反应得到花状MoS₂；同时硫化学气相沉积在MoS₂上得到S沉积花状MoS₂钠离子电池负极材料。二硫化钼层状化合物具有大的层间距，可容纳钠离子，并具有高的理论容量。但二硫化钼纳米片之间容易团聚，用于钠离子电池时充放电体积膨胀大造成稳定性较差、容量衰减明显。通过将纳米硫颗粒沉积在MoS₂纳米片上，能够提高纳米MoS₂片的分散性，有效避免MoS₂片的团聚，缓解MoS₂在充放电过程中的体积膨胀，改善MoS₂电化学稳定性。

技术领域

本发明属于电化学技术领域，具体涉及一种S沉积花状MoS₂钠离子电池负极材料的制备方法。

背景技术

钠离子电池有望替代目前占主导地位的商用能源存储系统锂离子电池，成为新一代能源存储体系以满足市场的广泛需求。但由于钠离子半径约为锂离子的1.4倍，商用锂离子电池的主要负极活性材料石墨不适用于钠离子电池。因此，迫切需要寻求适用于钠离子电池负极活性材料。MoS₂为二维层状化合物，层间距离高达0.62纳米，便于半径较大的钠离子嵌入/脱出，有望成为钠离子电池的主要负极材料之一。但片状MoS₂在充放电过程中因体积膨胀产生叠加及结构坍塌，阻碍离子扩散及电化学反应，导致循环稳定性差是其作为钠离子电池活性物的主要弊端。

纳米尺寸的MoS₂颗粒之间具有更多空间来缓冲在充放电过程体积膨胀产生的应力，减缓MoS₂片层叠加，使得电池循环稳定性得到一定的改善。但是纳米材料容易团聚，因此解决纳米二硫化钼团聚是合成纳米MoS₂用于钠离子电池负极材料需要解决的问题。南开大学陈军课题组合成了MoS₂纳米花用于钠离子电池负极材料，表现出稳定的电化学性能(Angew.Chem.Int.Edit.2014,53,12794-12798.)。采用碳材料和二硫化钼复合可有效改善二硫化钼的电化学性能。如用碳纳米管、碳纳米纤维、石墨烯作为支撑材料，可改善纳米MoS₂的循环性能。中国科技大学余彦教授等采用静电纺丝技术合成碳纳米纤维支撑的纳米MoS₂(Angew.Chem.Int.Edit.2014,17,2152-2156.)；苏州大学李彦光教授及中南大学王海燕教授，以N-甲基吡咯烷酮为剥离剂制备MoS₂纳米片/单壁碳纳米管、MoS₂纳米片/石墨烯复合纳米电极材料(Acs Nano 2016,10,8821-8828.)；美国德雷塞尔大学Yury Gogotsi教授及澳大利亚悉尼科技大学Guoxiu Wang教授采用水热法合成了8-12层MoS₂紧密排布在碳纤维上都表现出了稳定的电化学性能(Adv.Energy Mater.2016,6,1502161.)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过化学气相沉积将S沉积到花状MoS₂表面从而提高MoS₂片的分散程度，改善MoS₂电化学稳定性的S沉积花状MoS₂钠离子电池负极材料的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

1)取0.1～0.5g的市售钼酸铵与0.3～0.7g的市售硫混合，充分研磨得到均匀混合物A；

2)取0.4～0.6g的市售硫充分研磨得到B；

3)将混合物A置于双温区管式炉的出气口，B置于双温区管式炉的进气口，然后通入氩气排去双温区管式炉中的空气；