一種二硫化鉬納米復(fù)合負(fù)極材料、制備方法及其用途
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種二硫化鉬納米復(fù)合材料、制備方法及其用途。所述納米復(fù)合材料的制備方法包括如下步驟：步驟S1:將二硫化鉬與研磨球在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行第一次球磨，得到球磨樣品；步驟S2:將球磨樣品、石墨粉和研磨球在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行第二次球磨，得到所述二硫化鉬納米復(fù)合電極材料。經(jīng)過(guò)電化學(xué)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，所述二硫化鉬納米復(fù)合電極材料具有優(yōu)異的電化學(xué)性能，容量保持率高，可以應(yīng)用于鋰離子電池領(lǐng)域，具有良好的工業(yè)化應(yīng)用前景和市場(chǎng)價(jià)值。
【專利說(shuō)明】一種二硫化鉬納米復(fù)合負(fù)極材料、制備方法及其用途

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電極材料、制備方法及其用途，更具體地涉及一種二硫化鉬納米 復(fù)合材料、制備方法及其用途，屬于鋰離子電極材料及其制備領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，我國(guó)石油需求總量的60%需要進(jìn)口，不斷飛漲的油價(jià)和日益增長(zhǎng)的需求，迫 切需要我國(guó)調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，加快新能源戰(zhàn)略實(shí)施步伐。
[0003] 與鉛酸電池、鎳鎘電池等傳統(tǒng)二次電池相比，鋰離子電池具有放電電壓高、能量密 度高、循環(huán)壽命好、綠色環(huán)保等顯著優(yōu)點(diǎn)，因而迅速在包括手機(jī)和筆記本電腦在內(nèi)的便攜 式電子消費(fèi)品市場(chǎng)中占據(jù)重要位置。
[0004]目前，鋰離子電池的應(yīng)用領(lǐng)域已擴(kuò)展至電動(dòng)汽車(chē)、電動(dòng)工具、智能電網(wǎng)、分布式能 源系統(tǒng)、航空航天、國(guó)防等領(lǐng)域，成為21世紀(jì)最有應(yīng)用價(jià)值的儲(chǔ)能器件之一。
[0005]近年來(lái)，為了是鋰離子電池具有較高的能量密度、功率密度，較好的循環(huán)性能以及 可靠的安全性能，負(fù)極材料作為鋰離子電池的關(guān)鍵組成部分受到了廣泛關(guān)注。目前，商業(yè) 化廣泛使用的鋰離子電池負(fù)極材料主要有兩類(lèi)：人造石墨和改性天然石墨，理論比容量為 372mAh/g;立方尖晶石結(jié)構(gòu)的鈦酸鋰（ Li4Ti5〇i2)，理論比容量為175mAh/g?？梢?jiàn)，這兩種材 料的理論比容量都比較低，不能滿足高容量、高功率、長(zhǎng)壽命、高安全二次電池的發(fā)展要求， 制約著鋰電池性能的提升，因而新型的電池負(fù)極材料成為了當(dāng)前的研究重要方向之一，普 遍認(rèn)為比較有前途的是一些新型碳基材料和基于合金化儲(chǔ)鋰機(jī)制的合金類(lèi)材料。
[0006]二硫化^目是一種具有類(lèi)石墨烯結(jié)構(gòu)的層狀化合物，其各層之間通過(guò)范德華力相互 作用，有利于鋰^子的嵌入，而且能為鋰離子嵌入提供較多的空間。同時(shí)，二硫化鉬自然資 源充足，作為鋰離子電池負(fù)極時(shí)具有較高的比容量，關(guān)于其結(jié)構(gòu)和形貌對(duì)電化學(xué)性能的影 響的研究已經(jīng)成為熱點(diǎn)。目前，二硫化鉬（M 〇S2)可作為潤(rùn)滑劑、儲(chǔ)氫介質(zhì)、催化劑，近年來(lái)作 為電極材料應(yīng)用于鋰離子電池（理論容量為669mAh/g)，與傳統(tǒng)的石墨材料相比容量提升2 倍的水平。
[0007]當(dāng)材料達(dá)到納米尺寸時(shí)，鋰離子擴(kuò)散通道縮短，有效改善材料的導(dǎo)電性，從而顯著 提高電池快速充放電性能，同時(shí)在低溫條件下仍能發(fā)揮較高的電化學(xué)性能，因此，納米化是 鋰離子電極材料發(fā)展的重要方向。
[0008]常見(jiàn)的制備M〇s2納米結(jié)構(gòu)的方法有剝離法、氣相反應(yīng)法、高溫固相法、熱蒸發(fā)、模 板法、水熱反應(yīng)、超聲化學(xué)反應(yīng)、軟溶液基反應(yīng)法等。但是通過(guò)這些方法制備的納米材料存 在著一些缺點(diǎn)，比如t的生產(chǎn)成本、過(guò)低的產(chǎn)量、制備工藝比較復(fù)雜。這些缺點(diǎn)極大地限制 了它們的應(yīng)用。因此采用更簡(jiǎn)單的方法獲得具有特定結(jié)構(gòu)的納米材料在其具體應(yīng)用上仍具 有非常重要的意義。
[0009] CNl〇2142537A公開(kāi)了一種石墨烯/M〇S2復(fù)合納米材料鋰離子電池電極及其制備方 法，所述材料的制備方法涉及首先制備氧化石墨納米片，然后與鉬酸鹽反應(yīng)，并超聲分散處 理得到石墨烯/M〇S2復(fù)合納米材料。
[0010] CN102142541A Λ開(kāi)了一種高容量和循環(huán)性能穩(wěn)定的鋰離子電池電極及其制備方 法，其中該電棚活性物質(zhì)為石Si#納米片/M〇S2復(fù)合納米材料，其制備方法包用化學(xué)氧 化法以石墨為原料制備氧化石墨納米片、在氧化石墨納米片存在下一步水熱原位還原法合 成得到石墨烯納米片/M〇S2復(fù)合納米材料、最后以石墨烯納米片 /M〇S2復(fù)合納米材料為活性 物質(zhì)制備電極。
[0011] G·35794·公開(kāi)了-種石麵/MQS2/Si^質(zhì)結(jié)麵太卩瞻_及其制備方法。 采用氣體攜載液相M〇S2的化學(xué)氣相沉積方法，能較好控制流量和反應(yīng)速度，得到超薄的、大 面積均勻、表ffi平整粗糙度很小的M〇S2薄膜，有效減小了漏電流，提高太瞧電池的光電轉(zhuǎn) 換效率。利用化學(xué)氣相沉積方法得到的大面積均勻、透明性和導(dǎo)電性良好的石墨烯薄膜作 為透明導(dǎo)電電極，M^S/Si異質(zhì)結(jié)對(duì)光生電子、空穴有很強(qiáng)的收集作用，提高了太陽(yáng)能電池 的光伏效應(yīng)和轉(zhuǎn)換效率。本發(fā)明提供的太陽(yáng)能電池在 100mW白光照射下，其開(kāi)路電壓達(dá)到 0. 98V，短路電流達(dá)到4. 6mA，光能轉(zhuǎn)換效率達(dá)到4. 5 %。
[0012] CN103094563A公開(kāi)了一種具有三維結(jié)構(gòu)的石墨烯與m〇S2納米復(fù)合材料及制備方 法和應(yīng)用。將2_5mg石墨烯、15-35mg的Μο03、0· 3-0· 6g尿素和3〇_6〇mg硫代乙酰胺溶解在 15ml去離子水和35ml乙醇混合溶液中，2〇〇t：保溫干燥18-24小時(shí)，自然冷卻到室溫后，沉 淀用水和乙醇清洗，60°C下真空干燥后得到復(fù)合材料。按照質(zhì)量比為8:丨：丨將石墨烯與 moS2 納米復(fù)合材料、導(dǎo)電碳和羧甲基纖維素鈉混合，制成鋰離子電池負(fù)極材料。本發(fā)明的方法工 藝簡(jiǎn)單，操作方便，可控性強(qiáng)，產(chǎn)量高。所得復(fù)合材料有著極好的鋰離子電池循環(huán)特性和很 高的容量，可作為鋰離子電池負(fù)極材料、電容器電極材料、潤(rùn)滑劑、吸波材料等。
[0013] CN103000S87A公開(kāi)了一種離子電池石墨硫化鉬納米復(fù)合負(fù)極材料的制備方法，包 括如下步驟：（1)將天然石墨料加工得到純化的石墨材料；(2)將氧化石墨烯制成氧化石墨 烯溶液；將硫代鉬酸銨加入到上述氧化石墨烯溶液中，使硫代鉬酸銨和氧化石墨烯同時(shí)分 別還原成MoS 2和石墨烯，熱處理后得到M〇S2/石墨烯的復(fù)合納米材料；(3)將上述復(fù)合納米 材料與炭黑及聚偏氟乙烯的N -甲基吡咯烷酮溶液調(diào)成均勻的糊狀物，作為復(fù)合負(fù)極材料 備用。制備得到的石墨硫化鉬納米復(fù)合負(fù)極材料，除具備高的能量密度之外，還具有穩(wěn)定的 循環(huán)性能，用作鋰離子電池負(fù)極材料時(shí)，比容量高，循環(huán)性能好，使用壽命長(zhǎng)。
[0014] CN102723463A公開(kāi)了一種鋰離子電池單層M〇S2/石墨烯復(fù)合電極的制備方法，其 制備方法是：將氧化石墨烯超聲分散在去離子水中，攪拌下依次加入陽(yáng)離子表面活性劑和 硫代鑰酸銨，并慢慢滴加水合肼，在95°C回流下反應(yīng)，使硫代鉬酸銨和氧化石墨烯同時(shí)分別 還原成M 〇S2和石墨烯，離心收集固體產(chǎn)物，洗滌，千燥，在氮?dú)?氫氣混合氣氛中熱處理，得 到單層M 〇S2與石墨烯的復(fù)合納米材料；將單層M〇S2/石墨烯復(fù)合納米材料與乙炔黑及聚偏 氟乙烯調(diào)成糊狀物，涂到銅箔上滾壓得到電極。
[0015] CN102683647A公開(kāi)了一種鋰離子電池類(lèi)石墨烯M〇S2/石墨烯復(fù)合電極的制備方 法，其步驟是：將氧化石墨烯超聲分散在去離子水中，攪拌下先加入陽(yáng)離子表面活性劑，再 依次L-半胱氨酸和鉬酸鈉，將上述得到的混合分散體系轉(zhuǎn)移到水熱反應(yīng)釜中于22〇-2 5〇°C 下水熱反應(yīng)24h后，自然冷卻，離心收集固體產(chǎn)物，去離子水洗滌，千燥，在氮?dú)?氫氣混合 氣氛中熱處理，得到單層或平均層數(shù)2-4層的類(lèi)石墨烯M 〇S2與石墨烯的復(fù)合納米材料；將 類(lèi)石墨烯M〇S2/石墨烯復(fù)合納米材料與乙炔黑及聚偏氟乙烯調(diào)成糊狀物，涂到銅箔上滾壓 得到電極。
[0016] 如上所述，雖然現(xiàn)有技術(shù)中公開(kāi)了多種具有二硫化鑰的制備方法，但這些方法仍 存在一些缺點(diǎn)，如過(guò)程繁瑣、所得產(chǎn)品的電學(xué)性能不能滿足需求等，因此對(duì)納米化二硫化鑰 復(fù)合負(fù)極材料及其制備方法仍存在著繼續(xù)進(jìn)行改進(jìn)的需求，這也是目前該領(lǐng)域中的研究熱 點(diǎn)和重點(diǎn)之一，更是本發(fā)明得以完成的動(dòng)力所在。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 為了得到新穎的二硫化鉬納米復(fù)合電極材料及其制備方法，本發(fā)明人對(duì)此進(jìn)行了 深入研究，在付出了大量的創(chuàng)造性勞動(dòng)和經(jīng)過(guò)深入實(shí)驗(yàn)探索后，從而完成了本發(fā)明。
[0018] 具體而言，本發(fā)明主要涉及如下的幾個(gè)方面。
[0019] 第一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種二硫化鉬納米復(fù)合電極材料的制備方法。
[0020]更具體而言，所述制備方法包括如下步驟：
[0021]步驟si :將一硫化鑰與研磨球在第一非活性氣體保護(hù)下進(jìn)行第一次球磨，得到球 磨樣品；
[0022]步驟S2 :將球磨樣品、石墨粉和研磨球在第二非活性氣體保護(hù)下進(jìn)行第二次球 磨，得到所述二硫化鉬納米復(fù)合電極材料。
[0023]在本發(fā)明的二硫化鉬納米復(fù)合電極材料的制備方法中，所述步驟S1具體為：將二 硫化鉬與研磨球一起放入研磨罐中，在第一非活性氣體保護(hù)下進(jìn)行第一次球磨，得到球磨 樣品。
[0024] 其中，二硫化鉬與研磨球的質(zhì)量比為1:10-60,非限定性地例如可為1:^ : 20、 1:30、1:40、1:50 或 1:60。
[0025]其中，所述第一非活性氣體可為惰性氣體或氮?dú)?，壓力可為i-5bar，非限定性地例 如可為lbar、2bar、3bar、4bar或5bar，優(yōu)選惰性氣體為氬氣。
[0026]其中，球磨轉(zhuǎn)速為3〇〇_500rpm，非限定性地例如可為300rpm、350rpm、400rpm、 450rpm 或 500rpm。
[0027]其中，球磨時(shí)間為10-50小時(shí)，非限定性地例如可為10小時(shí)、20小時(shí)、30小時(shí)、40 小時(shí)或50小時(shí)。
[0028]在本發(fā)明的二硫化鉬納米復(fù)合電極材料的制備方法中，所述步驟S2具體為：將球 磨樣品、石墨粉和研磨球放入研磨罐中，在第二非活性氣體保護(hù)下進(jìn)行第二次球磨，得到所 述二硫化鑰納米復(fù)合電極材料。
[0029]其中，球磨樣品與石墨粉的質(zhì)量比為1-10:1，非限定性地例如可為1:1、2:1、3:1、 4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1 或 10:1。
[0030]其中，球磨樣品和石墨粉的總質(zhì)量與研磨球的質(zhì)量比為1:5-50,非限定性地例如 可為 1:5、1:10、1:15、1:20、1:25、1:30、1:35、1:40、1:45 或 1:50。
[0031]其中，步驟S2中的所述弟一非活性氣體可為惰性氣體或氮?dú)?，此時(shí)的氣體壓力可 為1-2bar，非限定性地例如可為lbar、l_ 5或2bar，優(yōu)選惰性氣體為氬氣。
[0032]其中，球磨轉(zhuǎn)速為l〇〇_250rpm，非限定性地例如可為i〇〇rpm、i5〇rpm、200rpm或 250rpm〇
[0033]其中，球磨時(shí)間為10-50小時(shí)，非限定性地例如可為1〇小時(shí)、2〇小時(shí)、3〇小時(shí)、4〇 小時(shí)或50小時(shí)。
[0034] 其中，所述石墨粉可以商業(yè)渠道購(gòu)得，在此并不進(jìn)行贅述。
[0035] 第二個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種按照上述制備方法制得的二硫化鑰納米復(fù)合電極材 料。
[0036] 第三個(gè)方面，本發(fā)明涉及上述二硫化鉬納米復(fù)合電極材料在制備負(fù)極電極材料中 的用途。
[0037] 在上述制備方法中，當(dāng)經(jīng)過(guò)第二次球磨后，所得到的二硫化鉬納米復(fù)合電極材料 可通過(guò)電學(xué)領(lǐng)域的常規(guī)制備方法，而制成負(fù)極電極材料，隨后可對(duì)其性能進(jìn)行電化學(xué)性能 測(cè)試。
[0038] 測(cè)試發(fā)現(xiàn)，所述二硫化鉬納米復(fù)合電極材料中的納米二硫化鑰的顆粒粒徑為 10 - 100nm，被導(dǎo)電性能良好的石墨基體所包裹。如此的包覆結(jié)構(gòu)既能緩解充放電過(guò)程中二 硫化鉬顆粒的體積效應(yīng)，又能增強(qiáng)電解液的浸潤(rùn)性，有利于鋰離子的傳導(dǎo)，同時(shí)該材料有比 較大的比表面積，從而獲得了良好的電化學(xué)性能。通過(guò)復(fù)合石墨增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，提高了 材料的電導(dǎo)性，從而增強(qiáng)了其電化學(xué)性能。
[0039] 此外，發(fā)現(xiàn)該材料在100mA/g的測(cè)試條件下，首次放電容量達(dá)到941mAh/g,首次充 電容量達(dá)到688mAh/g。同時(shí)，具有良好的循環(huán)倍率性能。
[0040] 綜上所述，利用本發(fā)明方法制得的二硫化鉬納米復(fù)合負(fù)極材料具有優(yōu)異的電化學(xué) 性能，容量保持率高，可以應(yīng)用于鋰離子電池領(lǐng)域。
[0041] 而制備本發(fā)明所述二硫化鉬納米復(fù)合負(fù)極材料的方法，也具有諸多優(yōu)點(diǎn)：
[0042] 1.采用兩步球磨制備納米MoS2基負(fù)極材料，原料易得，成本低廉，制備工藝簡(jiǎn)單；
[0043] 2.易于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)，且反應(yīng)中沒(méi)有采用有毒物質(zhì)，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，實(shí) 現(xiàn)了綠色生產(chǎn)；
[0044] 3.制備過(guò)程簡(jiǎn)單，操作方便；且與現(xiàn)有技術(shù)相比，反應(yīng)中不需要加入表面活性劑、 催化劑等，雜質(zhì)很少，容易得到高純度的產(chǎn)物；
[0045] 4.最后所獲得的納米復(fù)合材料純度高，而且電化學(xué)性能良好，具有良好的應(yīng)用前 旦 〇

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0046] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例1所獲得的二硫化鉬納米復(fù)合負(fù)極材料的電鏡形貌圖。由該 圖可見(jiàn)，所制備的二硫化鉬納米復(fù)合負(fù)極材料形態(tài)均勻、良好，顆粒尺寸在60-100納米范 圍。
[0047] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例1所獲得的二硫化鉬納米復(fù)合負(fù)極材料的XRD圖譜。由該圖 可見(jiàn)，所制備的二硫化鉬納米復(fù)合負(fù)極材料均存在MoS 2與C的衍射峰，特征峰明顯。
[0048] 圖3是由根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1所獲得的二硫化鉬納米復(fù)合負(fù)極材料而制備的M〇S2 復(fù)合負(fù)極材料組裝扣式電池的容量-電壓曲線。由該圖可見(jiàn)，所述復(fù)合負(fù)極材料在100mA/ g的測(cè)試條件下，首次放電容量達(dá)到941mAh/g，首次充電容量達(dá)到688mAh/g。同時(shí)具有良好 的循環(huán)性：在循環(huán)50次后，放電電容量保持在660mAh/g左右。
[0049] 圖4是由根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1在第一次球磨后所獲得的二硫化鉬納米負(fù)極材料而 制備的M 〇S2負(fù)極材料組裝扣式電池的容量-電壓曲線。由該圖可見(jiàn),所述復(fù)合負(fù)極材料在 100mA/g的測(cè)試條件下，首次放電容量達(dá)到951mAh/g,首次充電容量達(dá)到708mAh/g。但在 lOOmA/g的測(cè)試條件下，循環(huán)100次后，放電電容量保持在1 lOmAh/g左右。
[0050]圖5是由根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1所獲得的二硫化鑰納米復(fù)合負(fù)極材料而制備的m〇S2 復(fù)合負(fù)極材料組裝扣式電池的容量（庫(kù)侖效率）-循環(huán)曲線。
[0051]圖6是由根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1所獲得的二硫化鑰納米復(fù)合負(fù)極材料而制備的M〇s2 復(fù)合負(fù)極材料組裝扣式電池的倍率-循環(huán)曲線。由該圖可見(jiàn)，在l〇〇〇mA/g的測(cè)試條件下， 放電電容量保持在476mAh/g左右。
[0052]圖7是由根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例2所獲得的二硫化鑰納米復(fù)合負(fù)極材料而制備的MoS2 復(fù)合負(fù)極材料組裝扣式電池的容量-電壓曲線。由該圖可見(jiàn)，所述復(fù)合負(fù)極材料在100mA/ g的測(cè)試條件下，首次放電容量達(dá)到798mAh/g，首次充電容量達(dá)到557mAh/g。同時(shí)具有良好 的循環(huán)性：在循環(huán)100次后，放電電容量保持在560mAh/g左右，即該材料循環(huán)100次后，容 量保持率仍高達(dá)為初始值的70%。
[0053]圖8是由根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例2所獲得的二硫化鑰納米復(fù)合負(fù)極材料而制備的MoS2 復(fù)合負(fù)極材料組裝扣式電池的容量（庫(kù)侖效率）-循環(huán)曲線。由該圖可見(jiàn)，除首次庫(kù)侖效率 夕卜，其他循環(huán)的庫(kù)侖效率達(dá)到95%以上。
[0054]圖9是由根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例2所獲得的二硫化鑰納米復(fù)合負(fù)極材料而制備的 M〇S2復(fù)合負(fù)極材料組裝扣式電池的倍率-循環(huán)曲線。由該圖可見(jiàn)，所述制備的二硫化鑰 納米復(fù)合負(fù)極材料在l〇〇mA/g的測(cè)試條件下，首次放電容量達(dá)到700mAh/g，首次充電容量 達(dá)到483mAh/g ;在200mA/g的測(cè)試條件下，首次放電容量達(dá)到486mAh/g，首次充電容量達(dá) 至IJ 47〇mAh/g ;在500mA/g的測(cè)試條件下，首次放電容量達(dá)到391mAh/g，首次充電容量達(dá)到 370mAh/g ;但重新回到100mA/g的測(cè)試條件下，容量又達(dá)到472mAh/g，具有良好的循環(huán)倍率 性能。
[0055]圖10是通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例3球磨制備的MoS2_C復(fù)合負(fù)極材料透射電鏡圖片。 [0056]圖11是由根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例3所獲得的二硫化鉬納米復(fù)合負(fù)極材料而制備的 M〇S2復(fù)合負(fù)極材料組裝扣式電池的倍率-循環(huán)曲線。由該圖可見(jiàn)，所述制備的二硫化鉬 納米復(fù)合負(fù)極材料在l〇〇mA/g的測(cè)試條件下，首次放電容量達(dá)到785raAh/g，首次充電容量 達(dá)到685mAh/g ;在200mA/g的測(cè)試條件下，首次放電容量達(dá)到530mAh/g，首次充電容量達(dá) 到518mAh/g ;在500mA/g的測(cè)試條件下，首次放電容量達(dá)到450mAh/g，首次充電容量達(dá)到 441raAh/g ;在1000mA/g的測(cè)試條件下，首次放電容量達(dá)到406mAh/g，首次充電容量達(dá)到 398mAh/g ;但重新回到100mA/g的測(cè)試條件下，容量又達(dá)到580mAh/g，具有良好的循環(huán)倍率 性能。

【具體實(shí)施方式】
[0057]下面通過(guò)具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但這些例舉性實(shí)施方式的用途和 目的僅用來(lái)例舉本發(fā)明，并非對(duì)本發(fā)明的實(shí)際保護(hù)范圍構(gòu)成任何形式的任何限定，更非將 本發(fā)明的保護(hù)范圍局限于此。
[0058] 實(shí)施例1
[0059] 稱取商業(yè)化購(gòu)得的3克MoS2粉末，與150克不銹鋼金屬研磨球（球料比為50:1) 一起放入250ml不銹鋼研磨罐中，充入lbar的氬氣進(jìn)行保護(hù)。
[0060] 將裝好樣品的球磨罐置于球磨機(jī)上進(jìn)行第一次球磨，球磨轉(zhuǎn)速為400rpm，球磨時(shí) 間為40小時(shí)。然后，將球磨好的球磨樣品中加入2克石墨粉，與10〇克不銹鋼金屬研磨球 (球磨樣品和石墨粉的總質(zhì)量與研磨球的質(zhì)量比1:20) -起放入250ml不銹鋼研磨罐中，充 入lbar的氬氣進(jìn)行保護(hù)。
[0061]將裝好樣品的球磨罐置于球磨機(jī)上進(jìn)行二次球磨，球磨轉(zhuǎn)速為20〇rpm，球磨時(shí)間 為30小時(shí)。
[0062] 最后,將得到的二硫化鉬納米復(fù)合電極材料根據(jù)常規(guī)方法制成負(fù)極電極材料，并 對(duì)該負(fù)極電極材料進(jìn)行扣式電池的電化學(xué)性能測(cè)試各種性能指標(biāo)和/或參數(shù)見(jiàn)附圖1-5。 [0063] 實(shí)施例2
[0064] 稱取商業(yè)化購(gòu)得的5克MoS2粉末，與150克不銹鋼金屬研磨球（球料比為30:1) 一起放入250ml不銹鋼研磨罐中，充入lbar的気氣進(jìn)行保護(hù)。
[0065] 將裝好樣品的球磨罐置于球磨機(jī)上進(jìn)行第一次球磨，球磨轉(zhuǎn)速為400rpm，球磨時(shí) 間為40小時(shí)。然后，將球磨好的球磨樣品中加入5克石墨粉，與1〇〇克不銹鋼金屬研磨球 (球磨樣品和石墨粉的總質(zhì)量與研磨球的質(zhì)量比1:10) -起放入250ml不銹鋼研磨罐中，充 入lbar的氬氣進(jìn)行保護(hù)。
[0066] 將裝好樣品的球磨罐置于球磨機(jī)上進(jìn)行二次球磨，球磨轉(zhuǎn)速為200rpm，球磨時(shí)間 為30小時(shí)。
[0067] 最后，將得到的二硫化鉬納米復(fù)合電極材料根據(jù)常規(guī)方法制成負(fù)極電極材料，并 對(duì)該負(fù)極電極材料進(jìn)行扣式電池的電化學(xué)性能測(cè)試各種性能指標(biāo)和/或參數(shù)見(jiàn)附圖3、 5-9。
[0068] 實(shí)施例3
[0069] 稱取商業(yè)化購(gòu)得的10克MoS2粉末，與300克不銹鋼金屬研磨球（球料比為30:1) 一起放入250ml不銹鋼研磨罐中，充入3bar的氬氣進(jìn)行保護(hù)。
[0070] 將裝好樣品的球磨罐置于球磨機(jī)上進(jìn)行第一次球磨，球磨轉(zhuǎn)速為450rpm，球磨時(shí) 間為35小時(shí)。然后，將球磨好的球磨樣品中加入1克石墨粉，與11〇克不銹鋼金屬研磨球 (球磨樣品和石墨粉的總質(zhì)量與研磨球的質(zhì)量比1:10) -起放入250ml不銹鋼研磨罐中，充 入1. 5bar的氬氣進(jìn)行保護(hù)。
[0071] 將裝好樣品的球磨罐置于球磨機(jī)上進(jìn)行二次球磨，球磨轉(zhuǎn)速為175rpm,球磨時(shí)間 為40小時(shí)。對(duì)球磨后的負(fù)極材料進(jìn)行了透射電鏡觀察分析，如附圖1〇。
[0072] 以此民與石墨二次球磨制備的M〇S2-C復(fù)合負(fù)極材料透射電鏡分析，如圖10所示， 可以看到納米顆粒尺寸在50-90納米，并被石墨完全包裹。這種特別結(jié)構(gòu)可能是MoS2-C復(fù) 合負(fù)極材料電化學(xué)性能提高的原因。
[0073] 最后，將得到的二硫化鑰納米復(fù)合電極材料根據(jù)常規(guī)方法制成負(fù)極電極材料，并 對(duì)該負(fù)極電極材料進(jìn)行扣式電池的電化學(xué)性能測(cè)試各種性能指標(biāo)和/或參數(shù)見(jiàn)附圖11。
[0074] 由圖3和4可看出，經(jīng)過(guò)二次球磨后得到的負(fù)極材料的電池性能有了大幅度提高， 證明了二次球磨對(duì)于最終性能的提高和改善具有重要的促進(jìn)和提高作用。
[0075] 實(shí)施1、2的共同技術(shù)效果是：制備方法簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低、產(chǎn)量高、易于實(shí)現(xiàn)大規(guī) 模的工業(yè)化生產(chǎn)。實(shí)施例2的材料性能稍微低于實(shí)施1，可能是由于實(shí)施例2的材料比例 MoS2粉末：石墨粉是5 :5的原因。
[0076] 應(yīng)當(dāng)理解，這些實(shí)施例的用途僅用于說(shuō)明本發(fā)明而非意欲限制本發(fā)明的保護(hù)范 圍。此外，也應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各 種改動(dòng)、修改和/或變型，所有的這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的 保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種二硫化鉬納米復(fù)合電極材料的制備方法，包括如下步驟： 步驟S1 :將二硫化鉬與研磨球在第一非活性氣體保護(hù)下進(jìn)行第一次球磨，得到球磨樣 品； 步驟S2 :將球磨樣品、石墨粉和研磨球在第二非活性氣體保護(hù)下進(jìn)行第二次球磨，得 到所述二硫化鉬納米復(fù)合電極材料。 2_如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述步驟S1具體為：將二硫化鉬與研 磨球一起放入研磨罐中，在第一非活性氣體保護(hù)下進(jìn)行第一次球磨，得到球磨樣品。
3.如權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于：所述步驟S2具體為：將球磨樣品、 石墨粉和研磨球放入研磨罐中，在第二非活性氣體保護(hù)下進(jìn)行第二次球磨,得到所述二硫 化鉬納米復(fù)合電極材料。
4·如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于：所述步驟S1中，二硫化鉬與 研磨球的質(zhì)量比為1:10-60。
5. 如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于：所述步驟S2中，球磨樣品與 石墨粉的質(zhì)量比為1-10:1 ;球磨樣品和石墨粉的總質(zhì)量與研磨球的質(zhì)量比為1:5-50。
6. 如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于：所述步驟S1中，第一非活性 氣體為惰性氣體或氮?dú)猓瑝毫閘-5bar ;所述步驟S2中，第二非活性氣體為惰性氣體或氮 氣，壓力為l-2bar;優(yōu)選所述惰性氣體為氬氣。
7. 如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于：所述步驟S1中，球磨轉(zhuǎn)速為 300_500rpm ;球磨時(shí)間為10-50小時(shí)。
8. 如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于：所述步驟S2中，球磨轉(zhuǎn)速為 100-250rpm ;球磨時(shí)間為10-50小時(shí)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述制備方法制得的二硫化鉬納米復(fù)合電極材料。
10. 權(quán)利要求9所述的二硫化鑰納米復(fù)合電極材料在制備負(fù)極電極材料中的用途。
【文檔編號(hào)】H01M4/1397GK104218216SQ201410279520
【公開(kāi)日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月20日
【發(fā)明者】曾宏, 武英, 周少雄, 況春江, 陳英 申請(qǐng)人:安泰科技股份有限公司