[发明专利]一种具有高贮存稳定性的二硫化钴材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及电极材料制备技术领域，具体涉及一种具有高贮存稳定性的二硫化钴材料及其制备方法和应用；该方法包括：配置二硫化钴置换反应物；将二硫化钴置换反应物与二硫化钴混合，置于120‑600℃下，保温反应0.5‑72小时，制得。本发明通过在特定的工艺条件下，采用置换的方式使得二硫化钴表面生成一层保护层结构，大大提高了二硫化钴的贮存稳定性，使得二硫化钴作为电极材料应用于热电池、锂电池等产品时，该电池的性能得到大大提高，具有巨大的应用前景。

技术领域

本发明涉及电极材料制备技术领域，具体涉及一种具有高贮存稳定性的二硫化钴材料及其制备方法和应用。

背景技术

CoS₂作为一种拥有良好导电性的硫化物，具有优良的电、磁、催化性能，在热电池、锂电池、太阳能电池、超级电容器等领域，具有广泛的应用。目前，CoS₂的合成与制备主要采用固相法，经过金属钴与过量硫单质高温煅烧、除硫工艺制成。

但是，固相法合成的CoS₂在含H₂O、O₂环境贮存过程中，易分解，生成CoSO₄·H₂O，明显降低其电、磁催化性能，显著影响其长期稳定性，使其应用受到很大的限制。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种具有高贮存稳定性的二硫化钴材料及其制备方法，该方法通过在二硫化钴材料表面生成一层壳层结构，以解决其易分解的问题，大大提高其贮存稳定性，将该具有高贮存稳定性的二硫化钴材料作为电极材料应用于热电池、锂电池、太阳能电池和超级电容器方面，大大提高上述产品的性能，具有广阔的应用前景。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：提供一种具有高贮存稳定性的二硫化钴材料的制备方法，包括：

(1)配置二硫化钴置换反应物；

(2)将二硫化钴置换反应物与二硫化钴混合，置于120-600℃下，保温反应0.5-72小时，制得。

采用上述技术方案的有益效果为：本发明通过在特定的工艺条件下，采用置换的方式使得二硫化钴表面生成一层保护层结构，大大提高了二硫化钴的贮存稳定性，使得二硫化钴作为电极材料应用于热电池、锂电池等产品时，该电池的性能得到大大提高，具有巨大的应用前景。

进一步地，步骤(1)中，配置二硫化钴置换反应物的方法包括：

将水和醇中的至少一种作为溶剂，向上述溶剂中加入酸和金属盐，搅拌均匀，制得二硫化钴前驱体置换溶液；其中，溶剂可以是水或醇，或者水与醇的混合物，当是水与醇的混合溶液时，水的体积分数为50-90％，醇的体积分数为10-50％；酸与金属盐的摩尔比为0.5-3：1；金属盐为可溶性金属盐。

采用上述技术方案的有益效果为：本发明的二硫化钴前驱体置换溶液通过采用一定比例的水或醇或者水与醇的溶液组成，从而提高反应体系的压力，促使置换离子与二硫化钴均匀包覆，能够有效促使下一步置换反应的进行。

进一步地，步骤(2)的具体过程为：

将二硫化钴置于二硫化钴前驱体置换溶液中，制得悬浊液，再将上述悬浊液置于120-240℃、10-60Mpa的条件下，保温反应24-48小时，然后冷却，得到具有高贮存稳定性的二硫化钴材料；其中，二硫化钴的浓度为20-100g/L。

采用上述技术方案的有益效果为：本发明通过将二硫化钴前驱体置换溶液与二硫化钴在一定的比例以及温度和压力条件下进行置换反应，能够有效地在二硫化钴表面上生成一层3-30nm厚的壳层，避免其与H₂O和O₂的直接接触，从而提高CoS₂的贮存稳定性。