[发明专利]一种MoS2@GO纳米复合镁离子电池正极材料及其制备方法及应用

说明书

一种MoS₂@GO纳米复合镁离子电池正极材料及其制备方法及应用，MoS₂中空纳米花占x＝80～95wt％，其余为石墨烯。制备方法包括以下步骤；分别称取钼酸钠、盐酸羟胺、及硫脲溶解于去离子水中，得到溶液A；磁力搅拌条件下向上述溶液A中加入的氧化石墨烯分散液中得到溶液B；将上述溶液B转移至水热反应釜，进行水热反应，反应结束后冷却，反应后产物用去离子水和乙醇清洗；将洗涤后的溶液倒入冻干机样品盘中，放入冰箱进行充分的预冻，待预冻处理结束后，转移到真空冷冻干燥机中干燥，脱除混合溶液中的水分，得到MoS₂@GO纳米复合镁离子电池正极材料。本发明增强了镁离子电池的导电性能并固定了中空纳米花状MoS₂的结构，提升镁离子电池的充放电动力学及循环稳定特性。

技术领域

本发明涉及二次动力电池材料技术领域，特别涉及一种MoS₂@GO纳米复合镁离子电池正极材料及其制备方法及应用。

背景技术

能源是人类活动的物质基础，是整个世界发展和经济增长的最基本驱动力。从某种意义上讲，人类社会的不断发展离不开优质能源及先进能源相关技术。科技的不断发展与进步，迫使人类获得范围越来越广泛，人们必须动起来，随之而来的便是能量的存储问题，大到相关交通工具，小到便携式设备(如电脑/手机等)，都需要存储的能量来驱动。随着科技技术不断进步，大容量能量存储设备需求迫切，对储能装置的需求和要求不断增长。锂离子电池因其资源、容量及安全性等问题已不能充分满足目前的发展需求，开发绿色、高效、低廉、大容量、安全离子电池体系迫在眉睫。

大容量可再充电镁离子电池以其绿色、储量丰富、低成本、大容量、安全等特性被广泛关注。高达3833mAh cm^-3的理论体积容量使其成为高密度车载大功率电池的有力竞争者。然而，研究表明Mg²⁺离子充放电过程中受到较大的库仑力作用，导致充放电过程中Mg²⁺离子扩散缓慢；高效嵌/脱镁离子的正极材料比较匮乏。

MoS₂因其具有良好的活性及层状结构而被用作镁离子电池正极材料，过渡金属硫化物MoS₂为层状结构，其层与层直接靠微弱的范德华力结合，层间距离可达到0.62nm，不仅有利于镁离子在层空间内自由嵌入和脱出，而且还用作缓冲基质以减轻体积变化，MoS₂已被证明是Mg²⁺阳离子扩散和储存的合适主体。但研究表明MoS₂电子电导率低，作为正极材料，活性、导电性及离子传到特性是作为电极材料的必要条件。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种MoS₂@GO纳米复合镁离子电池正极材料及其制备方法及应用，本发明增强了镁离子电池的导电性能并固定了中空纳米花状MoS₂的结构，提升镁离子电池的充放电动力学及循环稳定特性。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种MoS₂@GO纳米复合镁离子电池正极材料，MoS₂中空纳米花占x＝80～95wt％，其余为石墨烯。

一种MoS₂@GO纳米复合镁离子电池正极材料的制备方法，包括以下步骤；

步骤一：

分别称取0.5～1.5g的钼酸钠0.5～1.5g盐酸羟胺及1.0～2.0g硫脲溶解于50mL去离子水中，得到溶液A；

步骤二：

磁力搅拌条件下，向上述溶液A中加入2～5mL的氧化石墨烯分散液中得到溶液B；

步骤三：

将上述溶液B转移至水热反应釜，进行水热反应，反应结束后冷却，反应后产物用去离子水和乙醇清洗；