[发明专利]一种二硫化钴-二硫化锡复合颗粒及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种二硫化钴‑二硫化锡复合颗粒及其制备方法和应用。本发明的二硫化钴‑二硫化锡复合颗粒的制备方法包括以下步骤：1)将可溶性钴盐和2‑甲基咪唑分散在溶剂中，充分反应，得到沸石咪唑酯骨架结构材料；2)将沸石咪唑酯骨架结构材料和硫粉混合均匀后置于保护气氛中，升温进行硫化，得到二硫化钴颗粒；3)将二硫化钴颗粒分散在溶剂中，加入可溶性锡盐和硫代乙酰胺，进行溶剂热反应。本发明将二硫化钴‑二硫化锡复合颗粒制作成钠离子电池负极材料，并组装成钠离子电池。本发明的二硫化钴‑二硫化锡复合颗粒的导电性能好、制备工艺简单，将其用作钠离子电池负极材料不仅钠离子的迁移率高，而且充放电过程中的体积膨胀小。

技术领域

本发明涉及一种二硫化钴-二硫化锡复合颗粒及其制备方法和应用，属于钠离子电池技术领域。

背景技术

随着人们对煤、石油、天然气等化石能源的大量开采和使用，环境污染问题越来越严重，而且要不了多久也将面临能源枯竭的严峻挑战。因此，迫切需要开发太阳能、风能、潮汐能等清洁能源。然而，这类能源的间歇性会严重干扰智能电网的正常运转，发展稳定可靠的储能器件是实现清洁能源持续稳定输出的关键。

锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、环境友好等优点，是一种应用广泛的储能器件，但由于金属锂的价格比较昂贵、地壳中的储量比较有限，直接导致锂离子电池的生产成本较高，因此迫切需要开发新型的储能器件来代替锂离子电池。金属钠在地球上的存储量很大，而且价格比金属锂便宜很多，所以钠离子电池被认为是可以取代锂离子电池的新一代储能器件。

钠离子电池的性能与负极材料的性能直接相关，而由于钠离子的半径大于锂离子，锂离子电池的负极材料并不能直接转用于钠离子电池，所以需要开发适合钠离子电池的负极材料。研究表明，金属硫化物具有良好的机械稳定性和热稳定性，因而具有出色的电化学性能，被认为是极具发展前景的钠离子电池负极材料，但金属硫化物在电池充放电循环过程中会发生巨大的体积膨胀，而且其导电性较差，限制了其在钠离子电池中的推广应用。

因此，亟需开发一种钠离子迁移率高、导电性好、冲充放电过程中体积膨胀小的钠离子电池负极材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种二硫化钴-二硫化锡复合颗粒及其制备方法和应用。

本发明所采取的技术方案是：

一种二硫化钴-二硫化锡复合颗粒的制备方法，包括以下步骤：

1)将可溶性钴盐和2-甲基咪唑分散在溶剂中，充分反应，得到沸石咪唑酯骨架结构材料；

2)将沸石咪唑酯骨架结构材料和硫粉混合均匀后置于保护气氛中，升温进行硫化，得到二硫化钴颗粒；

3)将二硫化钴颗粒分散在溶剂中，加入可溶性锡盐和硫代乙酰胺，进行溶剂热反应，得到二硫化钴-二硫化锡复合颗粒。

优选的，一种二硫化钴-二硫化锡复合颗粒的制备方法，包括以下步骤：

1)将可溶性钴盐和2-甲基咪唑分散在甲醇中，充分反应，离心，洗涤沉淀产物，干燥，得到沸石咪唑酯骨架结构材料；

2)将沸石咪唑酯骨架结构材料和硫粉混合均匀后置于保护气氛中，升温进行硫化，得到二硫化钴颗粒；

3)将二硫化钴颗粒分散在乙醇中，加入可溶性锡盐和硫代乙酰胺，进行溶剂热反应，离心，洗涤沉淀产物，干燥，得到二硫化钴-二硫化锡复合颗粒。

优选的，步骤1)所述可溶性钴盐中的钴离子、2-甲基咪唑的摩尔比为1：(4～8)。

优选的，步骤1)所述可溶性钴盐为硝酸钴、氯化钴、硫酸钴中的至少一种。

优选的，步骤2)所述沸石咪唑酯骨架结构材料、硫粉的质量比为1：(1～3)。