[发明专利]一种锂离子电池负极材料的制备方法

说明书

本发明一种锂离子电池负极材料的制备方法，将CNFs经酸化处理过后，离心水洗，分散到水中，将分散好的CNFs与分散好的苯胺和十二烷基硫酸钠水溶液混合，超声形成稳定均匀的混合液，冰水搅拌并加入酸化的过硫酸铵，得到的分散液经过离心、水洗得到CNFs@PANI，再加入Na₂MoO₄和Na₂S，停止加热，自然冷却搅拌，得到CNFs@PANI/MoS₃，然后在高温下煅烧碳化，最终得到CNFs@NC/MoS₂。本发明的方法利用原位生长的聚苯胺可以有效的阻止粉碎的二硫化钼由内在层面引起的体积膨胀，从而使得复合负极材料的稳定性能好，易控制，而且能够有效的提高材料的导电性，大大提高了电池的比容量以及倍率性能。

技术领域

本发明属于材料学领域，涉及一种锂离子电池，具体来说是一种锂离子电池负极材料的制备方法。

背景技术

日益商品化的锂离子二次电池受限于理论容量，无法进一步显著提高其能量密度，而燃料电池在短时间内也还较难实用化，目前掌握的技术已远不能满足发展的需求。而锂离子电池作为20 世纪90 年代兴起的新型化学能源，具有能量密度大、自放电小、循环寿命长、工作范围宽、无记忆效应和环境污染小等优点，已被广泛应用于移动电话、笔记本电脑、摄像机、数码相机等便携电子产品中，近年来，锂离子电池又被广泛应用到电动自行车、航空航天等大容量储能设备领域。所以我们一直在致力于对锂离子电池负极材料进行改进，来提高锂离子电池负极材料的电化学性能。

发明内容

针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种锂离子电池负极材料的制备方法，所述的这种锂离子电池负极材料的制备方法解决了现有技术中的锂离子电池负极材料的稳定性差与倍率性能低的技术问题。

本发明提供了一种锂离子电池负极材料的制备方法，包括以下步骤：

1)一个制备酸化的碳纳米纤维水溶液的步骤；

将CNFs与HNO₃在60~90℃下搅拌1~3h，经离心水洗1~5遍分散到水中；所述的CNFs与HNO₃的物料比20~40mg：5ml，HNO₃的质量百分比浓度是10~30%；

2)一个通过原位聚合的方法制备聚苯胺功能化的碳纳米纤维的步骤；

将苯胺和十二烷基硫酸钠一起加入到水中分散，所述的苯胺和十二烷基硫酸钠的物料比是0.1~0.2ml：8~12mg，将分散好的混合溶液与步骤（1）中酸化的碳纳米纤维水溶液混合，所述的苯胺与碳纳米纤维的物料比为0.1~0.2ml:20~40 mg，超声10~50分钟，形成稳定的混合液，然后在冰水浴中搅拌，并加入用0.8~1.2mol/L盐酸酸化过的过硫酸铵，所述的过硫酸铵和盐酸的物料比为0.5~1g: 50ml，所述的过硫酸铵与碳纳米纤维的物料比为0.5~1g:20~40mg，搅拌10~20小时，得到的混合液经过离心水洗1~5次得到CNFs@PANI；

3)一个碳化的步骤；

_{在步骤（2）得到的CNFs@PANI中加入NaMoO4在60~90℃下搅拌1~5h，所加入的NaMoO4与前面加入的碳纳米纤维的物料比为0.2~0.4g:0.02~0.04g，然后向其中加入Na2S，NaMoO4和Na2S物料比0.2~0.4g:0.4~1g。停止加热，自然冷却，得到CNFs@PANI/MoS3, 在惰性气体的气氛下，升温至700~900℃进行碳化处理，最终得到CNFs@NC/MoS2。}

进一步的，步骤（3）中所述的惰性气体气氛为氮气。

进一步的，步骤2）中，在超声和搅拌过程中，保持水温在0~5℃。