[发明专利]一种钠离子电池负极材料铋钼双金属硫化物的制备方法

说明书

一种钠离子电池负极材料铋钼双金属硫化物的制备方法，包括以下步骤：（1）将铋源和钼源按摩尔比Bi:Mo=2:1进行称量，然后分别加入盛有乙二醇的容器中，搅拌溶解，将溶解有铋源、钼源的乙二醇溶液混合，搅拌形成均匀的混合液；（2）向混合溶液中加入无水乙醇，搅拌均匀后，置于反应釜中进行溶剂热反应；（3）离心洗涤，干燥；（4）将铋钼氧化物前驱体放置于刚玉方舟中并置于管式炉的中间，在管式炉的进气口安置盛有硫源的刚玉方舟，将管式炉密封后通入还原性气体，加热处理后，自然冷却至室温。本发明工艺流程短、参数可控、设备简单、原材料来源广泛、环境友好，通过调整相关参数可以获得不同纳米尺度的铋钼双金属硫化物材料。

技术领域

本发明涉及一种钠离子电池负极材料的制备方法，具体涉及一种钠离子电池负极材料铋钼双金属硫化物的制备方法。

背景技术

环境污染和能源短缺问题成为现代社会快速发展的瓶颈，商业化锂离子电池作为新生代能源存储与转化系统中的代表，拥有比能量高、工作电压高、自放电小、循环寿命长，环境友好等优异的理化性质，已经被广泛应用到便携式电子产品，3C数码以及纯电动、插电式混合动力交通工具中。随着新能源市场规模的日益壮大，各类锂离子电池产品的需求量与日俱增，因锂资源储量匮乏引起的生产成本激增问题成为困扰锂离子电池快速、平稳、健康发展的关键。此外，锂离子电池石墨、钛酸锂等负极材料较低的理论比容量和较差的倍率性能难以满足国家对未来电动汽车动力电池对大容量、高功率、长循环寿命指标的要求。而在此背景下，发展具有相同充放电储存机理、且原材料来源广泛的钠离子电池被认为是最具可能替代锂离子电池在大规模储能-转换领域的候选者。因此，以钠离子电池为主体的新型储能材料和相关器件也受到了世界各国研究者们的广泛关注。

钠离子电池性能发挥的关键在于负极材料的性能，类似于锂离子电池，钠离子电池负极材料需具备较高的储钠容量、较优的倍率特性以及较稳定的循环寿命。目前广泛使用的石墨类材料，由于石墨层间距与钠离子半径不相匹配以及对钠离子的吸附效应，导致石墨材料展现出较差的储钠容量和循环性能。不仅如此，钠离子电池电解液与碳材料在充放电过程中反应形成的固体电解质界面膜极其不稳定，导致钠离子电池的循环稳定性差、容量衰减迅速。为了改善钠离子电池的性能，提高电池的比容量、循环性能以及倍率性能，加速钠离子电池的商业化应用进程，需要研发具有高储钠特性的新型负极材料。

铋基硫化物（BiS_x）负极材料以被证实具有较高的储钠理论比容量（660 mAh g^-1），且相对于氧化物（Bi-O键）而言，Bi-S键结合力较弱，因而展现出更高的电荷转移速率，有利于离子、电子之间电化学反应的进行。与此同时，铋资源储量丰富，价格低廉。因此，研究铋基硫化物是开发高性能钠离子电池负极材料的重要组成部分。然而，大量钠离子电池铋基硫化物材料的研究报道表明铋基硫化物材料的充放电过程中的体积膨胀问题导致的钠离子电池容量衰减迅速、循环寿命差的问题仍未得到有效的解决。因此，如何合理设计铋基硫化物材料的结构、匹配材料的特性是开发比容量高、循环性能稳定的铋基硫化物的基础，这对于突破材料的应用瓶颈，加快材料商业化应用具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种长循环寿命的钠离子电池负极材料铋钼双金属硫化物的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种钠离子电池负极材料铋钼双金属硫化物的制备方法，包括以下步骤：

（1）将铋源和钼源按摩尔比 Bi:Mo=2:1进行称量，然后将称量的铋源、锡源分别加入盛有乙二醇的容器中，搅拌至铋源、锡源完全溶解，将溶解有铋源、钼源的乙二醇溶液混合，搅拌形成均匀的混合液；

（2）向步骤（1）所得的混合溶液中加入无水乙醇，搅拌均匀后，置于反应釜中进行溶剂热反应；

（3）将步骤（2）溶剂热反应后的产物，经离心洗涤，干燥，得到黄棕色铋钼氧化物前驱体；