[发明专利]用于电池负极的Cu9

说明书

本发明提供了一种用于电池负极的Cu₉S₅@C纳米复合材料及制备方法，以硫粉、乙酸铜、氨水为反应原料，通过水热法生成硫化铜，退火得到Cu₉S₅，再利用水热法在Cu₉S₅表面包覆葡萄糖，高温退火得到Cu₉S₅@C纳米复合材料。本发明在金属硫化物的表面包覆碳，既可有效弥补硫化物循环性和稳定性较差的缺点，提高材料的循环性和稳定性，又可提高材料的导电性，作为锂离子电池的负极材料可以有效实现较高容量以及较好的循环稳定性，有效提高电池性能。以本发明制备的Cu₉S₅@C纳米复合材料作负极的锂离子电池经测试，具有较好的锂电性能，拥有较稳定的比容量和较好的循环性能，并且具有多次循环后容量快速上升的特性，90个循环后比容量升至初比始容量的2倍。

技术领域

本发明涉及电化学领域，具体涉及一种用于电池负极的Cu₉S₅@C 纳米复合材料的制备方法。

背景技术

随着科技的发展，人们对于电池的要求越来越高，较高的电池性能能够为人类的生产生活提供便利，锂离子电池由于具有能量密度高、充电效率高、重量轻、无记忆效应、容量保持率高、自放电小、循环寿命长以及对环境友好等优点，被人们广泛接受和应用在各个方面，小到便携电子设备，大到汽车动力能源等，在以后，锂离子电池还有很高的潜力应用在更加广泛的范围如电子设备、通信行业、动力电池以及储能电池。因此研发高性能锂离子电池有着极其重大的意义。

锂离子电池的负极材料一直是被作为提升锂离子电池容量的重要关注点，如今市场上的锂离子电池主要是以石墨作为负极，而这种材料的比容量较低，只有372mAh/g，无法满足日益增长的对高容量锂离子电池的需求，而且石墨的嵌锂电位接近于锂剥离电压，这可能会引起锂枝晶的形成和生长从而导致安全问题，因此需要一种新型的锂离子电池负极材料。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于电池负极的 Cu₉S₅@C纳米复合材料的制备方法，以硫粉、乙酸铜、氨水作为反应原料，通过水热法生成硫化铜，其退火得到Cu₉S₅材料，再利用水热法在Cu₉S₅表面包覆葡萄糖，高温退火得到Cu₉S₅@C纳米复合材料。

具体技术方案如下：

一种用于电池负极的Cu₉S₅@C纳米复合材料的制备方法，以硫粉、乙酸铜、氨水作为反应原料，通过水热法生成硫化铜，退火得到 Cu₉S₅，再利用水热法在Cu₉S₅表面包覆葡萄糖，高温退火得到 Cu₉S₅@C纳米复合材料，所述Cu₉S₅@C纳米复合材料为片状交叉组合结构，具体步骤如下：

(1)Cu₉S₅的制备：取适量硫粉于容器中，加入一定比例的浓度为25％氨水和无水乙醇，搅拌均匀，得到溶液一；取适量一水乙酸铜于另一容器中，加入一定比例的无水乙醇，搅拌均匀，得到溶液二；将溶液一逐滴加入溶液二中，搅拌均匀，得到溶液三；将上述溶液三转移至水热反应釜中，于150～170℃下反应7～9小时后，自然冷却得到硫化铜沉淀，离心清洗干燥，干燥后的硫化铜在400℃下氮气保护环境退火2小时得到Cu₉S₅材料；