[发明专利]一种具有良好电化学性能的三维花状MoS2材料的制备

说明书

本发明公开了一种以自制的MoO₃微带为钼源，生物硫源L‑半胱氨酸为硫源，通过简单的水热法来自组装三维立体结构的花状MoS₂材料的制备方法及其在锂离子电池领域的应用，其特征在于：所述材料是MoS₂纳米片在水热反应条件下，通过自组装方法形成的花状结构材料。该方法是通过两步法合成出来需要的产物，且L‑半胱氨酸具有一定的生物活性，可以提供多种生物活性基团，促进花状结构的生成。将其作为锂离子电池的电极材料，表现出优异的循环稳定性，三维花状的MoS₂可以增加其表面与电解液的接触面积，且在不断的循环充放电过程中，不会发生堆积粉化破碎，从而显著提高材料的储能性能。

技术领域

本发明涉及一种以自制的MoO₃微带为原料，特别是钼源MoO₃微带是自己制备的，以生物质硫源L-半胱氨酸为硫源，合成出花状结构的MoS₂材料，并具有良好的储能性能。

背景技术

三维花状结构的MoS₂材料，是由MoS₂纳米片通过自组装而成，具有三维立体结构，有利于电极材料在不断的循环过程中，保持结构的稳定，提高电极材料的使用寿命。

锂离子电池作为一种热门的储能器件，已经在众多领域得到了实践应用，包括最常见的手机、电脑等电子器件以及汽车、地铁等交通领域。锂离子电池具有较大的存储容量，可以长时间提供能源，但是锂离子电池的循环稳定性有待改善，作为影响锂离子电池的重要因素，通过研制新型的电极材料可以显著改善锂离子电池的循环使用寿命。传统的二维层状材料，在不断的充放电过程中，纳米片会发生堆积，形成块状结构的材料，使电容量加速衰减，同时循环性能也会下降，但是通过构建三维立体结构的材料，可以有效抑制这种破碎和粉化效应，极大提高材料的循环性能。相比于一般的二维材料，三维立体结构材料，具有明显的结构效应。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有良好锂电性能的三维花状MoS₂材料，其特征在于使用自己制备的MoO₃微带为钼源，以生物质硫源L-半胱氨酸为硫源，在无水乙醇和去离子水的溶液条件下，合成出花状结构的MoS₂材料，相比于其他以碳球为基本模板制备花状MoS₂材料的方法，该方法具有一定的创新性。

本实现本发明所采用的技术方案为：以钼酸铵为初始原料，在强酸强氧化性的溶液中，通过水热法制备出钼源MoO₃微带，然后以MoO₃微带为钼源，L-半胱氨酸为硫源，通过水热法制备出制备出花状结构的MoS₂材料，作为锂离子电极材料，具有良好的循环稳定性能，具体的制备步骤如下：

一种三维花状的MoS₂的电极材料，其特征在于该材料采用以下步骤制备：

（1）先配置100 ml的强酸溶液，该溶液由去离子水、硫酸、硝酸和双氧水配制而成，且H₂O:H₂SO₄:HNO₃:H₂O₂=5:2:2:1（体积比）。

（2）用天平称取0.01mol的钼酸铵固体，加入到上述配置的强酸溶液中，并持续磁力搅拌1h，此时溶液逐渐变成橙黄色，随后将其转移到150 ml的反应釜中，在180℃的温度下，反应6 h，冷却至室温后，用去离子水离心洗涤多次，放入烘箱中，60℃的温度下，烘干24h，最后用玛瑙研钵研磨收集白色固体粉末，作为钼源备用。

（3）用天平称取步骤（2）中的产物0.01 g，加入到100 ml无水乙醇和水的混合溶液中，振荡超声1h，逐渐变成乳白色的溶液，然后在加入0.042 g的L-半胱氨酸，磁力搅拌1h，最后将其转移到150ml的反应釜中，在220℃的温度下，反应24 h。