[发明专利]一种负载MoS2

说明书

本发明公开了一种负载MoSsubgt;2/subgt;纳米颗粒的碳纳米角复合物的制备方法和应用，本发明可通过一步法制备负载MoSsubgt;2/subgt;纳米颗粒的碳纳米角，利用MoSsubgt;2/subgt;和碳纳米角的协同作用，作为负极材料时具有更高的比容量，更好的循环稳定性和优异的速率性能。

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种负载MoS₂纳米颗粒的碳纳米角复合物的制备方法和应用。

背景技术

锂离子电池(Lithium-ion batteries，LIBs)由于其较高的能量密度与较长的使用寿命等优点，已被广泛应用在便携式电子设备、电动汽车、卫星等领域。石墨作为目前商业上常用的锂离子负极材料，由于其理论比容量(372mAh g^-1)较小，限制了其在高性能锂离子中的进一步应用。二硫化钼(MoS₂)被认为是一种可取代石墨的LIBs负极材料。MoS₂(669mAh g^-1)具有比石墨(372mAh g^-1)更高的理论比容量，且MoS₂中S-Mo-S三原子层通过范德华力堆叠在一起，层间距为0.62nm，有利于锂离子的嵌入和脱嵌。然而，MoS₂作为LIBs负极材料时，仍会存在导电性差、嵌/脱理过程中体积膨胀等这些问题，导致了其在放电/充电过程中快速的容量衰减，限制了其在商业上的应用。通过引入石墨烯、碳纳米管、碳纤维等碳质材料，制成基于MoS₂的碳纳米复合材料，可有效提高MoS₂电化学行为(增强电导率及减缓在充放电过程体积膨胀)。由于化学气相沉积(CVD)在制备石墨烯或者碳纳米管时大多需要金属催化剂的使用，因此大规模生产石墨烯或者碳纳米管成本过高。另外，目前文献报道的负载MoS₂的碳纳米复合材料的制备方法复杂且耗时，包括水热(或溶剂热)和随后的几个甚至几十个小时的退火处理。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提供一种负载MoS₂纳米颗粒的碳纳米角复合物的制备方法和应用，本发明可通过一步法制备负载MoS₂纳米颗粒的碳纳米角，利用MoS₂和碳纳米角的协同作用，发挥其在锂离子电池中的储能性能。

本发明采取的具体技术方案是：

一种负载MoS₂纳米颗粒的碳纳米角复合物的制备方法，包括如下步骤：

(1)将MoS₂粉末与石墨粉混合研磨混合均匀，然后填充到中空的色谱纯石墨棒中，接着将填充好的石墨棒安装到电弧炉阳极端；

(2)将电弧炉的空气抽空至真空度为10Pa，接着向电弧炉内通入一氧化碳气体至压强为50kPa，在110A的电流下使得阴阳两极的碳棒接触短路；然后再次抽空至10Pa，通入一氧化碳气体至40kPa，在电压为40V，电流为90A下放电，控制阴阳两极的距离为0.1-1.0cm，至阳极碳棒被消耗完，收集产物、无需除杂，即得复合物。

进一步地，步骤(1)中所用MoS₂粉末与石墨粉质量比为4∶1。

进一步地，步骤(2)中，通过旋转阴极的碳棒来控制阴阳两极的距离。

进一步地，步骤(2)中整个放电过程为10-15分钟。

进一步地，步骤(2)收集产物前，先把炉内的一氧化碳气体抽出室外，并放进空气以平衡炉内气压。

本发明还提供了一种负载MoS₂纳米颗粒的碳纳米角复合物，由上述的制备方法制备而得。

本发明还提供了上述负载MoS₂纳米颗粒的碳纳米角复合物在锂离子电池负极材料的应用。