[发明专利]用于钠离子电池负极材料的双碳复合硫化钼复合材料及制备方法

说明书

本发明涉及用于钠离子电池负极材料的双碳复合硫化钼复合材料及制备方法。材料中多壁碳纳米管穿插在氮掺杂碳复合的硫化钼颗粒之间，形成三维导电网络结构，其中氮掺杂碳复合的硫化钼纳米直径在50‑100nm。首先将多壁碳纳米管加入到去离子水中，超声得到多壁碳纳米管混合溶液；再向溶液中加入聚乙烯吡咯烷酮、钼酸钠、硫脲和尿素充分搅拌后并转移到水热反应釜中进行水热反应；然后将得到的产物分离、洗涤、干燥和碳化热处理得到具有双碳复合的MoS₂。该复合材料中碳纳米管可控制硫化钼在导电过程中的体积膨胀，三维导电结构能提升材料的导电性，有效地提高硫化钼材料结构的稳定性，从而保持容量不衰减。

技术领域

本发明属于无机纳米材料合成领域。具体地，涉及用水热和碳化法来制备双碳复合MoS₂的复合材料的方法。特别是涉及用于钠离子电池负极材料的双碳复合硫化钼复合材料及制备方法。

背景技术

随着大量的移动设备进入人们的生活，对储能设备提出了更多的需求。由于锂离子储能设备具有体积小、能量密度高、可循环使用的优点，被广泛的使用。但是地球的锂资源储量有限、分布不均，难以满足人们生产生活的需求，因此开发一种适合大规模使用的材料迫在眉急。与锂处于同一主族的钠具有与锂相似的物理化学性质，而且钠资源在地球上的储量十分丰富，成本低廉，因此钠离子储能装置有望成为下一代大规模应用的储能设备。然而，钠离子相比较锂离子，具有较大的离子半径(Na⁺半径为Li⁺半径为)，在储能过程中对材料的结构造成了较大的破坏，所以用于锂离子储能较为成熟的负极材料不能直接作为钠离子负极材料使用。因此研发一种结构循环稳定的负极材料用于钠离子储能成为关键性需要解决的技术问题。

最近，具有类石墨烯二维层状结构的MoS₂作为钠离子储能材料受到了广泛的关注，它的层间距为0.615nm，较宽的层间距为钠离子储能拥有良好的倍率性能提供了理论可能。然而，良好的层状结构也存在一些缺点，包括钠离子在嵌入/脱嵌过程中，不可避免的造成了MoS₂体积的变化，从而引发材料结构的破坏，另外较差的导电性阻碍了储能过程中电子的传输，这两个缺点共同导致钠离子在储能过程中容量发生迅速衰减。