[发明专利]一种Cu2

说明书

本发明涉及一种Cu₂MoS₄复合负极材料及其制备方法和钠离子电池，Cu₂MoS₄复合负极材料包括复合粒子，复合粒子包括Cu₂MoS₄基体和非金属碳材料；非金属碳材料分散负载在所述Cu₂MoS₄基体中，Cu₂MoS₄基体呈中空立方体结构。制备方法为：合成氧化亚铜立方体模板；在乙二醇中加入非金属碳材料，形成乙二醇‑碳材料分散液；依次将分散剂、钼源、硫源和上述氧化亚铜立方体模板加入乙二醇‑碳材料分散液中，充分搅拌至完全溶解得到混合溶液；将上述混合溶液转入反应釜中充分反应完全，将反应产物离心干燥，得到Cu₂MoS₄复合负极材料。包含该Cu₂MoS₄复合负极材料的钠离子电池，有更好的电催化活性，具有充放电容量高、倍率性能好、循环寿命长等优点。

技术领域

本发明属于电化学能源领域，尤其涉及一种Cu₂MoS₄复合负极材料及其制备方法和钠离子电池。

背景技术

锂离子电池是目前最具有发展前景和商业化应用极高的储能设备之一，然而，随着人口的急剧增加和经济全球化进程加快，市场对锂的需求急剧增加，地壳中锂资源储量相对较少，分布不均，造成锂价格昂贵等问题，锂离子电池已经无法满足大规模储能体系的高能量密度和低成本的需求。因此，研究电化学性能优异的新型电极材料尤为重要。

钠离子电池具有和锂离子电池相似的储锂机制，并且钠资源储量高、成本低等优势使得可充电钠离子电池成为锂离子重要补充，受到广泛关注。但钠离子电池也存在一定的问题，如负极材料导电性差，钠离子较差的反应动力学和钠离子半径较大，脱嵌过程中缓冲材料体积急剧变化而无法保证其结构和电化学稳定性，能适应钠离子稳定脱出和嵌入的电极材料较少。传统的一元过渡金属硫化物（如硫化铁、硫化钼、硫化铜等）和碳基负极材料有典型的层状结构，在充放电循环过程中，由于钠离子半径较大，在嵌脱过程容易导致结构坍塌，电池循环稳定性较差。硫化铜、硫化铁等过渡金属硫化物使用碳酯类电解液进行充放电循环容易导致容量迅速衰减，循环寿命极短。

因此，开发能够快速、稳定储能的钠离子电池负极材料是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是传统钠离子电池负极导电性差、钠离子循环性能差，需要开发新的负极材料，为了克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种Cu₂MoS₄复合负极材料及其制备方法和钠离子电池。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种Cu₂MoS₄复合负极材料，所述Cu₂MoS₄复合负极材料包括复合粒子，复合粒子包括Cu₂MoS₄基体和非金属碳材料；所述非金属碳材料分散负载在所述Cu₂MoS₄基体中；所述Cu₂MoS₄复合负极材料基体呈中空立方体结构。非金属碳材料超声分散均匀，与Cu₂MoS₄基体混合搅拌后均匀复合。

优选的，所述复合粒子中Cu₂MoS₄基体与非金属碳材料的质量比为8:1-3:1。

优选的，所述非金属碳材料包括碳纳米管、Super P和石墨烯中的至少一种。更优选的，使用碳纳米管与Cu₂MoS₄正八面体进行复合，不仅利用了碳纳米管的导电性质，还利用了碳纳米管的形貌特征，碳纳米管复合在正八面体中，有效防止正八面体结构坍塌，提供了电子和离子的有效扩散路径，缓解了材料脱嵌过程中的体积膨胀，保障结构和电化学稳定性。