包括以下步骤:
[0037]I)将所有反应原料混合，在室温下搅拌至溶剂无水乙醇完全挥发，将剩余粉末在50?65 °C下进行干燥；
[0038]2)将步骤I)干燥后的粉末置于氩气和氢气的混合气氛下在管式炉中以700?800°C保温4h，再自然冷却至室温，得到黑色粉末；
[0039]3)将步骤2)得到的黑色粉末用质量浓度为5?6%的氢氟酸处理，除去S12，过滤干燥，得到最终产物MoS2/C复合材料。
[0040]实施例1
[0041]一种锂离子电池负极材料二硫化钼/碳(MoS2/C)，反应原料由四硫代钼酸铵
0.250g、十六烷基三甲基溴化铵0.050g、二氧化硅纳米球0.1OOg (三者物质的量之比为1:0.143:1.733)和无水乙醇30ml配制MoS2/C的反应原料；
[0042]I)将所述MoS2/C复合材料的反应原料在室温下搅拌直至溶剂完全挥发，将剩余粉末在50?65 °C下进行干燥；
[0043]2)将步骤I)所述干燥后的粉末置于氩气和氢气的体积比为9.5:0.5的混合气氛下，在管式炉中以700?800°C保温4h，自然冷却至室温得到黑色粉末；
[0044]3)将步骤3所述的黑色粉末用浓度为5?6 %的氢氟酸处理，除去S12,过滤干燥后得到最终产物MoS2/C复合材料。
[0045]如图1所示为实施例1制备得到的MoS2/C复合材料的热重曲线。从热重曲线上可以看到在50°C左右有一个明显的失重过程，这是样品中水分的蒸发。在2700C到500 V为第二次失重过程，这是由MoSjP碳在空气中的氧化造成的。而在650°C到1000°C有第三次失重，对应于1003的升华。根据这部分MoO 3的升华造成的失重为42.9%，计算出了材料中的碳含量为33.4%。
[0046]图2为实施例1制备得到的MoS2/C复合材料的扫描电镜图像。从扫描图像中看出材料表面呈现出一种类似片状的结构，总体形貌类似于干燥的木耳。材料的这种类似于干燥木耳的形貌增加了材料的表面积，有利于更多的锂离子插入，从而提高了材料的储锂容量。
[0047]图3为实施例1制备得到的MoS2/C复合材料的透射电镜图像，其中插图为高倍透射电镜图像。从高倍图中可以明显看到材料的片层结构，对其进行测量发现层间距为
1.03nm，比MoS2原有的0.62nm有所增加。同时片层杂乱无序，堆积层数很少，为单层或2?3层，且片层尺寸较小。
[0048]图4为实施例1制备得到的MoS2/C复合材料制备得到的MoS2/C复合材料的循环特性曲线的充放电曲线。在首次放电过程中，材料的放电曲线为连续变化的曲线，没有明显的电位平台，这是因为碳的存在对材料充放电过程的影响。而在第二次和第三次放电曲线中，在?1.9V处出现了一个较明显的电位平台，该平台对应于硫先被还原成聚硫化物，然后再变成Li2S的反应。两者在三次充电曲线中，在?2.2和1.75V处都有两个电位平台，对应于Li2S被氧化成了硫的反应。
[0049]图5为实施例1制备得到的MoS2/C复合材料的CV曲线。在第一次循环中，在?
0.8V处有一个不明显的宽还原峰，在?0.45V处有一个还原峰，分别对应于Li+插入MoS2的层间，形成LixMoS2以及Li xMoS2进一步转换成Mo和Li 2S的反应。在第二次和第三次循环中，氧化峰的位置没有改变，而?0.45V和?0.8V处的还原峰消失了，对应于多步反应生成Li2S0
[0050]图6为实施例1制备得到的MoS2/C复合材料的在10mA g 1的电流密度下的循环特性曲线；在循环次数由O增加到100次之间，电化学性能实验测得该产品的比容量大约稳定在800?100mAh g 1之间，说明本发明的产品经电化学性能测试，证明其具有比容量高，循环性能稳定的特性。
[0051]图7为实施例1制备得到的MoS2/C复合材料在不同倍率下的循环特性曲线。从图中可以看出在分别经过200mA g \400mA g \600mA g \800mA g 1和1000mA g 1逐渐增大的电流密度下循环至150次之后，材料仍然能保持560mAh g 1的比容量，并且在从100mAg1恢复到10mA g 1时，其可逆容量几乎能迅速恢复到初始10mA g 1循环时的容量值，并且在后续的循环中没有容量的衰减。
[0052]实施例2
[0053]本实施例与实施例1不同的是，反应原料为:四硫代钼酸铵0.250g、十六烷基三甲基溴化铵0.100g、二氧化硅纳米球0.1OOg (三者物质的量之比为1:0.286:1.733)和无水乙醇30ml，其他与实施例1相同。
[0054]实施例3
[0055]本实施例与实施例1不同的是，步骤I中四硫代钼酸铵0.250g、十六烷基三甲基溴化铵0.150g、二氧化硅纳米球0.1OOg(三者物质的量之比为1:0.429:1.733)和无水乙醇30ml，其他与实施例1相同。
[0056]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种锂离子电池负极材料二硫化钼/碳，其特征在于:原料由四硫代钼酸铵、十六烷基三甲基溴化铵、二氧化硅纳米球和无水乙醇组成。2.根据权利要求1所述的锂离子电池负极材料二硫化钼/碳，其特征在于:所述四硫代钼酸铵、十六烷基三甲基溴化铵及二氧化硅纳米球三者的物质的量之比为1:0.14?0.43:1.7?1.75 ;所述无水乙醇为30ml ο3.根据权利要求1所述的锂离子电池负极材料二硫化钼/碳，其特征在于:所述二氧化硅纳米球直径为20nm，含量为>99wt%。4.制备如权利要求1所述的锂离子电池负极材料二硫化钼/碳的方法，其特征在于:包括以下步骤: 1)将所述原料混合，搅拌至无水乙醇挥发，将剩余粉末在50?65°C下进行干燥； 2)将步骤I)所述干燥后的粉末置于气氛下在管式炉中保温4h，再冷却至室温，得到黑色粉末； 3)将步骤2)所述黑色粉末用氢氟酸处理，过滤干燥，得到产物MoS2/C复合材料。5.根据权利要求4所述的锂离子电池负极材料二硫化钼/碳的制备方法，其特征在于:步骤2)中所述气氛为氩气和氢气的混合气氛，所述氩气和氢气的体积比为9.5:0.5。6.根据权利要求4所述的锂离子电池负极材料二硫化钼/碳的制备方法，其特征在于:步骤2)中所述保温过程的温度稳定为700?800°C。7.根据权利要求4所述的锂离子电池负极材料二硫化钼/碳的制备方法，其特征在于:步骤3)中所述氢氟酸的质量浓度为5?6%。
【专利摘要】本发明公开了一种锂离子电池负极材料二硫化钼/碳及其制备方法，用热还原法制备得到了干燥木耳状的MoS2/C复合材料，制备成半电池后测试其电化学性能显示其比容量高，循环性能稳定。该方法简单可靠，工艺重复性好，可操作性强，可以广泛推广。其制备方法包括一下几步：1)取适量四硫代钼酸铵、十六烷基三甲基溴化铵、二氧化硅纳米球为原料；2)用热还原法制备得到样品；3)用氢氟酸去除二氧化硅后得到所需产品。
【IPC分类】H01M10/0525, H01M4/58
【公开号】CN105047914
【申请号】CN201510284228
【发明人】王增梅, 蔡亚菱
【申请人】东南大学
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年5月28日