3°有一个宽峰，为碳的衍射峰，其余衍射峰可对应于二硫化钼六方晶型(JCPDS N0.37-1492)的衍射峰，这表明此种结构为六方相的二硫化钼和碳材料组成，并无其他杂质。
[0037]图2为所得样品的高倍TEM电镜图片，从图中可明显看出这种材料为空心结构，夕卜层为片层结构，片层厚度为5?10nm。复合材料内部为碳空心球，碳层厚度为10?20nm。从图3为所得样品的低倍TEM电镜图片，图中可看出，样品均为空心结构，分散性较好，且球的大小基本一致，为200?250nm。
[0038]( 二)电极的制备:
[0039]将本实施例得到的二硫化钼/碳复合材料与炭黑、聚偏二氟乙烯按照7:1.5:1.5的重量比混合，再与氮甲基吡咯烷酮溶液混合，用氮甲基吡咯烷酮调节浆料粘度，然后将浆料用刮刀均匀涂抹在经过酒精清洗的铜箔上，在120°C下真空干燥12小时，然后经过压片，裁剪，制得研宄电极。
[0040](三)电极性能测试
[0041]在扣式锂离子电池中进行性能测试。电池组装方式如下:以锂片作为对电极，Celgard2300作为隔膜，电解液采用含IM LiPFfJ^ EC-DEC-EMC (I:1:1)溶液，LiPF6是六氟磷酸锂，EC是碳酸乙烯酯，EMC是碳酸甲基乙基酯。测试时，温度为室温，采用恒流充放电，电流密度为100mA/g，电压控制范围是O?3V。
[0042]图4为本实施例的二硫化钼/碳复合材料组装的锂离子电池第一次的充放电曲线图，图中显示，通过该过程实施，所得产品的首次嵌锂容量为1467mAh/g，可逆脱锂容量为862mAh/g，首次库仑效率为59 %。
[0043]图5为本实施例的二硫化钼/碳复合材料组装的锂离子电池前30次循环的容量-循环次数曲线，30次循环后可逆嵌锂容量为733mAh/g。
[0044]实施例2:
[0045]负极材料(二硫化钼/碳复合材料)的制备:
[0046]步骤一，室温下，在3ml无水甲醇中加入0.5g 二氧化娃纳米球(粒径约250nm)，经过超声处理后，再加入473ul三氨丙基三乙氧基硅烷，磁力搅拌0.5小时后形成悬浮液；对所述悬浮液进行离心处理后得到第一反应产物，利用乙醇对所述第一反应产物进行洗涤，然后对所述第一反应产物进行干燥，干燥后的所述第一反应产物即为氨基改性二氧化硅颗粒。
[0047]步骤二，将所述步骤一得到的氨基改性二氧化硅颗粒(0.5g)和葡萄糖(2g)加入30ml水溶液中，强力搅拌0.5小时后倒入50ml的第一反应釜中，然后将所述第一反应釜从室温升温至200°C，并在200°C下保温5h，然后将所述第一反应釜中的产物进行离心处理得到第二反应产物，依次利用乙醇和去离子水洗涤对所述第二反应产物进行洗涤，之后对所述第二反应产物进行干燥。
[0048]步骤三，将所述步骤二得到的干燥后的所述第二产物(0.2g)和四硫代钼酸铵(0.4g)加入25ml N，N- 二甲基甲酰胺中，强力搅拌I小时后倒入第二反应釜中，然后将所述第二反应釜从室温升温至180°C，并在180°C下保温10h，然后将所述第二反应釜中的产物进行离心处理得到第三反应产物，依次利用乙醇和去离子水洗涤对所述第三反应产物进行洗涤，之后对所述第三反应产物进行干燥。
[0049]步骤四，将所述步骤三得到的干燥后的所述第三反应产物置于刚玉瓷舟中，在惰性气氛保护下所述第三反应产物被煅烧至800°C，煅烧时间为2h，从而得到二硫化钼片-碳-氧化硅复合材料。
[0050]步骤五，将所述二硫化钼片-碳-氧化硅复合材料加入质量分数为20%的氢氟酸溶液中，搅拌2小时后得到第五反应产物，利用去离子水对所述第五反应产物进行多次清洗，然后对所述第五反应产物进行干燥，干燥后的所述第五反应产物即为所述二硫化钼片/碳空心球复合材料。
[0051]实施例3:
[0052]负极材料(二硫化钼/碳复合材料)的制备:
[0053]步骤一，室温下，在70ml无水甲醇中加入2g 二氧化娃纳米球(粒径约50nm)，经过超声处理后，再加入1.8ml三氨丙基三乙氧基娃烧，磁力搅拌0.5小时后形成悬浮液；对所述悬浮液进行离心处理后得到第一反应产物，利用乙醇对所述第一反应产物进行洗涤，然后对所述第一反应产物进行干燥，干燥后的所述第一反应产物即为氨基改性二氧化硅颗粒。
[0054]步骤二，将所述步骤一得到的氨基改性二氧化硅颗粒(Ig)和葡萄糖(1g)加入80ml水溶液中，强力搅拌2小时后倒入10ml的第一反应釜中，然后将所述第一反应釜从室温升温至160°C，并在160°C下保温8h，然后将所述第一反应釜中的产物进行离心处理得到第二反应产物，依次利用乙醇和去离子水洗涤对所述第二反应产物进行洗涤，之后对所述第二反应产物进行干燥。
[0055]步骤三，将所述步骤二得到的干燥后的所述第二产物(Ig)和四硫代钼酸铵(0.1g)加入37ml丙酮中，强力搅拌2小时后倒入50ml的第二反应釜中，然后将所述第二反应釜从室温升温至200°C，并在200°C下保温8h，然后将所述第二反应釜中的产物进行离心处理得到第三反应产物，依次利用乙醇和去离子水洗涤对所述第三反应产物进行洗涤，之后对所述第三反应产物进行干燥。
[0056]步骤四，将所述步骤三得到的干燥后的所述第三反应产物置于刚玉瓷舟中，在惰性气氛保护下所述第三反应产物被煅烧至600°C，煅烧时间为10h，从而得到二硫化钼片-碳-氧化硅复合材料。
[0057]步骤五，将所述二硫化钼片-碳-氧化硅复合材料加入质量分数为40%的氢氟酸溶液中，搅拌I小时后得到第五反应产物，利用去离子水对所述第五反应产物进行多次清洗，然后对所述第五反应产物进行干燥，干燥后的所述第五反应产物即为所述二硫化钼片/碳空心球复合材料。
[0058]以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
【主权项】
1.一种二硫化钼/碳复合材料，其特征在于，所述二硫化钼/碳复合材料包括二硫化钼层和碳空心球，所述二硫化钼层位于所述碳空心球的外部，所述碳空心球具有空心结构。2.如权利要求1所述的二硫化钼/碳复合材料，其特征在于，所述碳空心球的外径为50?500nm，所述碳空心球中的碳为有机物经缩聚、碳化后形成的碳包覆层，所述碳空心球的壳层的厚度为5?50nmo3.如权利要求1所述的二硫化钼/碳复合材料，其特征在于，所述的二硫化钼层为片层结构，且所述片层附着在所述碳空心球的表面。4.一种如权利I至3中任一项所述的二硫化钼/碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤一，室温下，在无水甲醇中加入二氧化硅纳米球，经过超声处理后，再加入含有氨基的硅烷偶联剂，磁力搅拌0.5?6小时后形成悬浮液；对所述悬浮液进行离心处理后得到第一反应产物，利用乙醇对所述第一反应产物进行洗涤，然后对所述第一反应产物进行干燥，干燥后的所述第一反应产物即为氨基改性二氧化硅颗粒。 步骤二，将所述步骤一得到的氨基改性二氧化硅颗粒加入含有机热解碳原料的水溶液中，强力搅拌0.5?2小时后倒入第一反应釜中，然后将所述第一反应釜从室温升温至160?200°C，并在160?200°C下保温2?8h，然后将所述第一反应釜中的产物进行离心处理得到第二反应产物，依次利用乙醇和去离子水洗涤对所述第二反应产物进行洗涤，之后对所述第二反应产物进行干燥。 步骤三，将所述步骤二得到的干燥后的所述第二产物加入含有四硫代钼酸铵的非质子性溶剂中，强力搅拌0.5?2小时后倒入第二反应釜中，然后将所述第二反应釜从室温升温至180?220°C，并在180?220°C下保温2?10h，然后将所述第二反应釜中的产物进行离心处理得到第三反应产物，依次利用乙醇和去离子水洗涤对所述第三反应产物进行洗涤，之后对所述第三反应产物进行干燥。 步骤四，将所述步骤三得到的干燥后的所述第三反应产物置于刚玉瓷舟中，在惰性气氛保护下所述第三反应产物被煅烧至600?900°C，煅烧时间为2?10h，从而得到二硫化钼片-碳-氧化硅复合材料。 步骤五，将所述二硫化钼片-碳-氧化硅复合材料加入氢氟酸溶液中，搅拌4?8小时后得到第五反应产物，利用去离子水对所述第五反应产物进行多次清洗，然后对所述第五反应产物进行干燥，干燥后的所述第五反应产物即为所述二硫化钼片/碳空心球复合材料。5.如权利要求4所述的二硫化钼/碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，所述二氧化娃纳米球的直径为50?500nm，所述二氧化娃纳米球与所述无水甲醇的质量比为1:5?1:50 ;所述含有氨基的硅烷偶联剂选自3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷，所述二氧化硅纳米球与所述含氨基的硅烷偶联剂的质量比为1:1?1:10。6.如权利要求4所述的二硫化钼/碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，所述有机热解碳原料选自葡萄糖、蔗糖，所述水溶液中，所述氨基改性二氧化硅颗粒与所述有机热解碳原料的质量比为1:3?1:20 ;所述氨基改性二氧化硅颗粒加入含所述有机热解碳原料的水溶液中形成的溶液的总体积是所述第一反应釜的体积的1/2?3/4。7.如权利要求4所述的二硫化钼/碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤三中，所述第二产物与所述四硫代钼酸铵的质量比为1:2?10:1，所述非质子性溶剂选自N, N-二甲基甲酰胺、丙酮。8.如权利要求4所述的二硫化钼/碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤三中，惰性气氛为氩气或氮气。9.如权利要求4所述二硫化钼/碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤五中，所述氢氟酸的质量分数为5%?40%。10.一种如权利要求1?3中任一项所述的二硫化钼/碳复合材料在锂离子电池负极材料上的应用。
【专利摘要】本发明公开了一种二硫化钼/碳复合材料，包括二硫化钼层和碳空心球，所述二硫化钼层位于所述碳空心球的外部，所述碳空心球具有空心结构。本发明还公开了一种上述二硫化钼/碳复合材料的制备方法，包括多个步骤，以氨基改性二氧化硅球做模板，然后通过热解有机碳源包覆模板，再将其与四硫代钼酸铵通过溶剂热反应，在惰性气氛下高温碳化，最后将氧化硅模板去除，即可得到本发明的二硫化钼/碳复合材料。本发明的二硫化钼/碳复合材料首次嵌锂容量为1467mAh/g，比容量在30次反复充放电循环后仍可保持在733mAh/g。
【IPC分类】H01M4/62, H01M4/58
【公开号】CN104934602
【申请号】CN201510349912
【发明人】高濂, 孙壮, 宋雪峰, 张鹏, 姚钰宸
【申请人】上海交通大学
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月19日