[发明专利]一种复合纳米材料的电化学储钠电极及其制备方法

说明书

本发明公开了一种复合纳米材料的电化学储钠电极及其制备方法，该电极用MoS₂/B‑掺杂石墨烯的复合纳米材料作为电化学储钠的活性物质。其制备步骤是：在水热溶液中氧化石墨烯和硼酸存在条件下，并含有Na₂MoO₄和L‑半胱氨酸，通过一步水热反应途径制备得到MoS₂/B‑掺杂石墨烯的复合纳米材料，该复合材料中，MoS₂层显示了较多的缺陷或/或边缘，并均匀地负载在B‑掺杂石墨烯上，将制得的MoS₂/B‑掺杂石墨烯复合纳米材料与乙炔黑、羧甲基纤维素、聚偏氟乙烯调成均匀的浆料，涂到铜箔上滚压得到复合纳米材料的电化学储钠电极。该电极具有电化学储钠的可逆比容量高，循环性能稳定和显著增强的高倍率充放电特性。

技术领域

本发明涉及一种复合纳米材料的电化学储钠电极及其制备方法，尤其涉及用MoS₂/B-掺杂石墨烯复合纳米材料作为电化学储钠活性物质的电化学储钠电极及其制备方法，属于钠离子电极材料及其应用的领域。

背景技术

锂离子电池具有高的比容量和长的循环寿命等优点，在移动通讯、电动助力车、电动汽车和储能等领域得到了广泛的应用。但是，锂离子电池的大量应用导致锂资源的相对短缺和锂资源或原材料价格的不断上涨。与锂资源相比，钠具有更加丰富的资源和价格低廉的优势。因此，最近关于钠离子电池及其电化学储钠材料和电极的研发引起了人们极大兴趣。

性能优异的电化学储钠材料及其在电化学储钠电极中的应用对于高性能钠离子电池的研发具有重要意义。MoS₂纳米材料具有良好的电化学储钠性能，在钠离子电池中具有潜在的应用。但是，但是MoS₂纳米材料电极充放电过程中的团聚和因体积较大变化引起的粉化，导致其在充放电过程中电化学储钠容量的快速衰减，另外，由于MoS₂较低的电导率，影响了其作为电化学储钠电极材料的应用性能，降低了电极的充放电倍率特性。

将MoS₂与具有高导电性和柔韧性的碳纳米材料(如石墨烯、碳纳米管等)复合是解决上述其作为电化学储能电极材料应用存在缺点的一个有效途径。石墨烯具有高的电子导电能力和荷电迁移率，以及极大的比表面积和固有的良好柔韧性。石墨烯非常适合MoS₂层在其表面的选择性生长，并形成相应的复合纳米材料。石墨烯与MoS₂复合不仅显著提高了复合材料的导电性，还能较好地抑制MoS₂层的堆积或团聚，得到层数较少和边缘较多的MoS₂层。由于这种MoS₂层与石墨烯之间的这种相互作用，可以显著增强所制得的复合材料的电化学储钠性能。