本发明涉及电池，具体涉及一种方形nis2/go复合材料及其制备方法和应用。
背景技术：
：：1、锂离子电池负极材料要求具备高比容量、高能量密度、高循环稳定性。多种负极材料类型中，过渡族金属硫化物具有制备简单、微结构多样化、与其他材料复合相容性好的特点。其中，镍基活性材料虽然具有储量丰富、价格低廉、理论容量高和对环境友好的特点，但是，镍基活性材料单独作为负极材料使用时，电化学性能满足不了应用需求。2、解决方法之一就是与碳材料进行复合。例如，现有技术1(synthesis of nis2/reduced graphene oxide nanocomposites as anodes materials for high-performance sodium and potassium ion batteries，doi:10.1016/j.materresbull.2021.111430)，通过水热法在氧化石墨烯go基质上成功地生长了nis2纳米颗粒作为储存钠的电极材料，实现在100ma/g下循环100次仍具有575mah/g的优异比容量。具体方法为：以聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物为表面活性剂，通过简单的水热法合成了nis2/还原氧化石墨烯纳米复合材料，反应温度为180℃，时长24h。但是，该技术方案存在的技术问题是：虽然在其原料中添加了聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物作为表面活性剂，但是，所得到产物仍然存在严重的团聚现象，导致分散性不好，进而影响固体电解质界面的均匀性，损害电化学性能。3、又如，现有技术2(three-dimensional graphene-supported nickel disulfidenanoparticles promise stable and fast potassium storage，doi:10.1039/d0nr01274b)，通过水热法制备nis2/3dgo。使nis2/3dgo纳米复合材料作为储存钾的电极材料，实现在50ma/g下具有451mah/g的优异比容量。具体方法为：以六水合硝酸镍，氟化铵，尿素和硫代乙酰胺为原料通过简单的水热法合成。但是，该技术方案存在的技术问题是制备镍前驱体的原料中有氟化铵——该物质遇酸分解，放出具有腐蚀性的氟化氢气体；遇碱放出有刺激性的氨气；同时，受高热则会分解产生有毒的腐蚀性烟气。4、此外，具体制备方法对材料形貌影响巨大，并且直接影响材料性能。例如，现有技术3(l-cysteine-assisted hydrothermal synthesis of nickel disulfide/graphenecomposite with enhanced electrochemical performance for reversible lithiumstorage，doi:10.1016/j.jpowsour.2015.06.071)，通过水热法制备nis2/go作为储存锂的电极材料。该技术方案所得nis2/go复合材料根据其实验结果表明，nis2的微观尺寸为10-70纳米；并且，由于其尺寸较小，导致在go作为基底控制nis2形貌时，nis2的微观形貌仍然呈不规则形貌。该实验现象表明，该技术方案所得材料存在团聚现象。5、类似技术问题还有现有技术4(investigation of graphene based nisnanocomposite by solvothermal method for energy storage application，doi:10.1016/j.mlblux.2021.100112)，通过水热法制备nis/go存在明显的团聚现象。技术实现思路1、本发明的目的是提供一种方形nis2/go复合材料及其制备方法和应用。通过调节制备工艺，在go基底材料上均匀负载nis2纳米颗粒，实现获得具有特定微观形貌，即结构稳定的nis2/go复合材料，进而解决团聚问题，提高复合材料的电化学性能。2、本发明的具体原理为：3、1、负载nis2的作用包括：4、1.1、nis2自身属于一种转化型电极材料；5、1.2、过渡族金属硫化物与相应的金属氧化物相比，具有更高的导电率，更优的机械稳定性，且理论容量高。6、2、引入go作为基底材料的作用包括：7、2.1、能有效提高材料整体的导电性；8、2.2、使碳基复合材料与电解质的接触面积加大，能加速离子的扩散，从而达到提升复合材料整体电化学性能的目的。9、为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：10、一种方形nis2/go复合材料，由氧化石墨烯go和纳米方形nis2构成；其中，11、所述go为基体材料，微观形貌为纳米片结构，作用是导电基底利于电子的超高速输运；12、所述nis2负载于go的表面，微观结构为纳米方形结构，作用是提高go和nis2的电化学性能；13、所述go和纳米方形nis2的制备方法为微波法。14、一种方形nis2/go复合材料的制备方法，包括以下步骤：15、步骤1，镍前驱体的制备，以一定物质的量之比，将六水合硝酸镍和尿素溶于去离子水得到第一次水热反应液，然后，在一定条件下进行第一次水热反应，反应产物经无水乙醇洗涤后，在一定条件下进行干燥，即可得到镍前驱体；16、所述步骤1中，六水合硝酸镍和尿素的物质的量之比为2:3；所述第一次水热反应的条件为，水热温度为100℃，水热时间为12-14h；所述干燥的条件为，干燥温度为60-70℃，干燥时间为6-8h；17、步骤2，nis2/go的制备，以一定物质的量之比，将镍前驱体和氧化石墨烯go溶于去离子水超声振荡一定时间，得到混合溶液，然后，将硫代乙酰胺加入到混合溶液得到微波反应液，之后，在一定条件下进行微波反应，反应产物经无水乙醇洗涤后，在一定条件下进行干燥，即可得到方形nis2/go复合材料，命名为nis2/go；18、所述步骤2中，镍前驱体、氧化石墨烯go和硫代乙酰胺的物质的量之比为1:8:5.4；所述超声的时间为30-40min；所述微波反应的条件为，微波温度为160-180℃，微波时间为10-15min；所述干燥的条件为，干燥温度为60-70℃，干燥时间为6-8h。19、一种方形nis2/go复合材料作为锂离子电池电极材料的应用，在0-3v范围内充放电，在倍率为0.2c时，首圈放电比容量为1200-1300mah/g，次圈放电比容量为750-850mah/g，首圈库伦效率为65-70％。20、对本发明所得方形nis2/go复合材料进行实验检测，结果如下：21、方形nis2/go复合材料经xrd测试可知，检测到nis2的特征峰，即表明成功制备nis2/go。22、方形nis2/go复合材料经sem测试可知，nis2/go中，nis2的微观形貌为方形，并分布在go表面。23、方形nis2/go复合材料经电化学性能测试可知，在0-3v范围内充放电，在倍率为0.2c时，首圈放电比容量为1200-1300mah/g，次圈放电比容量为750-850mah/g，首圈库伦效率为65-70％。24、因此，本发明方形nis2/go复合材料具有以下优点：25、1、本发明通过相同的原料，通过微波法，在保证电化学性能相近的基础上，显著减少合成时间，由16h减少为10min，即本发明微波法所得方形nis2/go复合材料与水热法所得球状nis2/go复合材料的电化学性能相近；26、2、在改变制备工艺，成功调节nis2/go的微观形貌，实现抑制过渡金属硫化物在反应过程中的体积变化，提高nis2/go与电解质的接触面积，促进离子的扩散，从而提升了复合材料整体的电化学性能。27、因此，本发明在锂离子电池材料领域具有广阔的应用前景。当前第1页12当前第1页12