[发明专利]一种锂离子电容器负极材料用三维MoS2@C复合多孔纤维的制备方法

说明书

本发明涉及一种锂离子电容器负极材料用三维MoS₂@C复合多孔纤维的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)反应液的配置：通过搅拌及超声等方式，将三维多孔碳纳米纤维基体材料均匀分散于蒸馏水中，并按一定比例加入一定质量的钼酸铵和硫脲，制得反应液；(2)水热合成三维MoS₂@C复合多孔纤维：将反应液转入水热反应釜中，钼酸铵和硫脲反应生成具有片状纳米花球结构的MoS₂，并均匀填充生长在三维多孔碳纳米纤维骨架上，再经多次水洗、无水乙醇洗以及抽滤、真空烘干后，获得了三维MoS₂@C复合多孔纤维。本发明制得的MoS₂@C复合多孔纤维，三维多孔碳纳米纤维骨架有效的提高了MoS₂的导电性，避免了MoS₂循环过程中体积膨胀造成的结构坍塌，且制备方法操作简便、可控性与重复性好，易于规模化生产。

技术领域

本发明涉及一种锂离子电容器负极材料用三维MoS₂@C复合多孔纤维的制备方法，特别是提供一种简单易行、环境友好型、可量产的在具有通孔结构的三维碳纳米纤维基体上生长片状纳米花球结构的MoS₂的制备方法，且制得复合纤维具有三维结构、比表面积大、材料之间结合能力强、稳定性好等优势。

技术背景

全球变暖和化石燃料的日益枯竭迫使人们大力发展可持续和可再生能源，太阳能和风能作为最有前景的能源而引起了广泛关注。然而，太阳能在夜晚不能工作，风能也具有不确定性，因此电化学储能装置在实际应用中尤为重要。具有较高能量密度(150-200W hkg^-1)的锂离子电池(Lithiumion Batteries，LIBs) 以及具有高功率密度(＞10kW kg^-1)和长循环寿命(10⁴-10⁵循环)的电化学容器(Electrochemical Capacitors，ECs)引起了广泛关注。但LIBs的功率密度较低(＜1000W kg^-1)、循环稳定性较差(＜1000times)，ECs能量密度较低(＜10W h kg^-1)，因此迫切需求一种类似LIBs具有高能量密度且类似ECs具有高功率密度和长循环寿命的一种理想的能量储存装置。

锂离子电容器(也称为锂离子混合超级电容器Lithium-ion Capacitors，LICs)一般由高能量LIB负极、高功率的EC正极与锂盐电解质构成，其成功结合了电池和电容器能量储存机制的优点，具有比LIBs更高的功率密度、更长的循环寿命以及比SCs更高的能量密度，被认为是最有前景的能量存储器件之一。