[发明专利]一种聚吡咯包覆MoS2

说明书

本发明公开一种聚吡咯包覆MoS₂/C复合材料及其制备方法。该复合材料的制备方法，包括以下步骤：1)取二水合钼酸钠和硫脲溶于乙醇中，然后加入聚乙烯吡咯烷酮，搅拌均匀后置于高压釜中，在大于或等于150℃条件下保温反应，得到由MoS₂/C组装的空心纳米球；2)取由MoS₂/C组装的空心纳米球和氧化剂混合均匀，以所得混合物为原材料，以吡咯为包覆源，以高压釜作为反应室，在所述混合物和吡咯互不接触的条件下于加热或不加热条件下保温反应，即得。本发明所述复合材料呈空心球形，且具有优异的Li⁺存储性能和可逆容量，制备方法更为简单且环保。

技术领域

本发明涉及锂离子电池阳极材料，具体涉及一种聚吡咯包覆MoS₂/C复合材料及其制备方法。

背景技术

近年来，层状结构的二硫化钼(MoS₂)因其具有独特的化学和物理性质吸引了大量的兴趣和关注。MoS₂作为电极材料具有较高的比容量，因此被认为是锂电池极具发展前景的阳极材料。MoS₂的层间距较大，为0.62nm，与传统石墨(372mAh g^-1)相比，MoS₂虽可以容纳更多的锂离子，具有更高的锂存储能力(669mAh g^-1)，但其仍存在导电性差、体积膨胀严重、循环性能退化快、电化学性能差等缺点，这阻碍了MoS₂在储能领域的进一步发展。

已有的研究表明，通过设计具有吸引力的分级二硫化钼复合材料在纳米尺度上改善电化学性能和通过进一步扩大MoS₂层间距来提高层状材料本征容量是一种有效的途径。已有研究人员通过水热法和蚀刻工艺设计制备了外包覆碳的蛋黄壳结构的MoS₂纳米空心球，蛋黄壳型MoS₂/C纳米球具有高容量和清晰的空腔空间的优势，允许MoS₂自由膨胀而不破坏外层，具有良好的性能保持率(830mA h g^-1at 5Ag^-1)(Guo,B.,Feng,Y.,Chen,X.,Li,B.Yu,K. Preparation of yolk-shell MoS₂ nanospheres covered with carbon shellfor excellent lithium-ion battery anodes.Applied Surface Science 434,1021-1029, doi:10.1016/j.apsusc.2017.11.018(2018).)。但是，该文献首先通过水热法制备了实体二硫化钼纳米球，然后利用弱碱性蚀刻法由将实体纳米球转化为空心结构，再经过一次水热工艺以获得外包覆碳的蛋黄壳状MoS₂/C，历经两次水热法，过程较为复杂且不够环保。

目前还未见有空心球形结构的聚吡咯包覆MoS₂/C复合材料及其制备方法的相关报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构呈空心球形，且具有优异的Li⁺存储性能和可逆容量的聚吡咯包覆MoS₂/C复合材料及其制备方法，所述的制备方法工艺更为简单且环保。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种聚吡咯包覆MoS₂/C复合材料的制备方法，包括以下步骤：

1)制备由MoS₂/C组装的空心纳米球：取二水合钼酸钠(Na₂MoO₄·2H₂O) 和硫脲(CH₄N₂S)溶于乙醇中，然后加入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，搅拌均匀后置于高压釜中，在大于或等于150℃条件下保温反应，得到由MoS₂/C组装的空心纳米球；