[发明专利]一种亚微米级硫化铜/剑麻纤维炭锂离子电池负极材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种亚微米级硫化铜/剑麻纤维炭锂离子电池负极材料及其制备方法。将剑麻纤维在管式气氛炉中炭化、磨碎、过筛后，与硝酸铜和硫脲在溶液中混合均匀，转移至反应釜中进行水热反应，将得到的样品过滤、清洗、烘干后，即可得到亚微米级硫化铜/剑麻纤维炭锂离子电池负极材料。该负极材料中，不规则形状、粒径为200~500nm的硫化铜颗粒均匀地分散在具有多级孔隙结构的剑麻纤维炭的表面及孔内，硫化铜与复合物的质量比为15。本发明制备的亚微米级硫化铜/剑麻纤维炭锂离子电池负极材料，具有较好的循环性能和倍率性能。

主权项

一种亚微米级硫化铜/剑麻纤维炭锂离子电池负极材料，其特征在于该亚微米级硫化铜/剑麻纤维炭锂离子电池负极材料包括硫化铜和剑麻纤维炭，其中硫化铜为六方晶系，呈不规则形状，粒径在200~500nm之间并均匀地分散在具有多级孔隙结构的剑麻纤维炭的表面及孔内，硫化铜的质量占复合物总质量的20%，其中剑麻纤维炭的多级孔隙结构包括大孔和微孔，大孔孔径在2~10μm之间，微孔孔径在1~3nm；所述亚微米级硫化铜/剑麻纤维炭锂离子电池负极材料的具体制备步骤为：(1)将剑麻纤维在气体流量为40~100mL/min 的氮气气氛下炭化 0.5~3h，炭化温度为600~1000 ℃，升温速率为1~10 ℃/min，自然冷却至室温后，得到剑麻纤维炭，在300~400r/min的转速下机械球磨后、过200目筛，得到剑麻纤维炭粉末；(2)将0.1~0.4g硝酸铜加入到70~80ml去离子水中，用磁力搅拌器搅拌至完全溶解，在持续搅拌下加入0.64~0.76g步骤(1)制得的剑麻纤维炭粉末，继续加入0.12~0.48g硫脲，密封持续搅拌过夜，最后将混合溶液转移至内衬为聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中，控制反应釜中溶液填充量为70~80%，再将反应釜置于烘箱中在170~180℃下反应12~48h，自然冷却至室温，然后过滤，用去离子水和乙醇清洗滤出物，并于40~60℃真空干燥箱中烘干，得到黑色固体粉末，即为亚微米级硫化铜/剑麻纤维炭锂离子电池负极材料。