本發(fā)明涉及具有大層間距mos2@c空心球高性能鋰離子負(fù)極材料的制備方法，具體涉及一種利用液相法先合成前驅(qū)體，再通過(guò)氣相方法將前驅(qū)體轉(zhuǎn)變成形貌和尺寸可控具有大層間距mos2@c空心球高性能鋰離子負(fù)極材料的方法，所得到的大層間距mos2@c空心球高性能鋰離子負(fù)極材料具有尺寸均勻，導(dǎo)電性好，儲(chǔ)鋰容量高等優(yōu)點(diǎn)。

背景技術(shù)：

微納米空心結(jié)構(gòu)由于具備比表面積大、密度低、擴(kuò)散路徑短等特點(diǎn)在微納米反應(yīng)器、催化、能量轉(zhuǎn)換與儲(chǔ)存、藥物負(fù)載和傳感器等方面有重要的應(yīng)用。

目前，鋰離子電池負(fù)極材料主要是石墨(理論容量為372mahg-1)，正極材料主要是鋰金屬氧化物或磷酸鹽(容量低于200mahg-1)。當(dāng)前的主要研究集中在尋找可替代的新型高容量金屬氧化物或者硫化物，但是這些基于轉(zhuǎn)換機(jī)制和合金化機(jī)制的電極材料面臨在充放電過(guò)程中存在巨大的體積膨脹問(wèn)題。設(shè)計(jì)和合成空心微納米結(jié)構(gòu)電極材料能夠有效緩釋體積膨脹效應(yīng)，有利于縮短電子和離子擴(kuò)散路徑，多孔的比表面更有利于電極/電解液界面浸潤(rùn)。

mos2作為典型的二維類石墨烯材料，其670mahg-1的高理論容量在鋰離子電池負(fù)極材料方面被廣泛研究。然而，低的電導(dǎo)率以及在脫-嵌鋰過(guò)程中巨大的體積效應(yīng)等限制了它的發(fā)展。目前，眾多研究者試圖通過(guò)納米化、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和碳包覆等方法來(lái)解決這些缺陷?？招慕Y(jié)構(gòu)mos2因其納米化的結(jié)構(gòu)單元能夠縮短li⁺的擴(kuò)散路徑、緩釋充放電過(guò)程中的應(yīng)力，而且由于空心結(jié)構(gòu)高的比表面積提供了更多的活性位點(diǎn)使得儲(chǔ)鋰容量更高。因此，微納米空心結(jié)構(gòu)mos2兼具熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)上的雙重優(yōu)勢(shì)。

對(duì)于mos2這一類石墨烯材料而言，具有大層間距甚至單層的結(jié)構(gòu)具有不同于體相的電子結(jié)構(gòu)，具有更高的電子電導(dǎo)率(10–100scm^-1)和更豐富的活性中心，并且能夠?yàn)閘i+、na+等提供快速的擴(kuò)散通道，這在設(shè)計(jì)電化學(xué)儲(chǔ)能材料方面(如高容量和高倍率性能等方面)具有明顯優(yōu)勢(shì)。到目前為止，通過(guò)氣相方法合成形貌和尺寸可控，尤其是空心結(jié)構(gòu)mos2的方法未見(jiàn)報(bào)道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明涉及具有大層間距mos2@c空心球高性能鋰離子負(fù)極材料的制備方法，具體涉及一種利用液相法先合成前驅(qū)體，再通過(guò)氣相方法將前驅(qū)體合成形貌和尺寸可控具有大層間距mos2@c空心球高性能鋰離子負(fù)極材料的方法，所得到的大層間距mos2@c空心球高性能鋰離子負(fù)極材料具有尺寸均勻，導(dǎo)電性好，儲(chǔ)鋰容量高等優(yōu)點(diǎn)，且易于批量生產(chǎn)。

本發(fā)明先通過(guò)液相法制備前驅(qū)體，再通過(guò)氣相方法將前驅(qū)體合成形貌和尺寸可控具有大層間距mos2@c空心球高性能鋰離子負(fù)極材料，其具體制備工藝為：

稱取一定量磷鉬酸(h3pmo12o40·nh2o)溶于去離子水中，將吡咯溶于無(wú)水乙醇后逐滴加入上述溶液，不斷攪拌，在室溫下反應(yīng)8h-16h，將得到的藍(lán)色沉淀離心，在60℃干燥8h-16h。將所得產(chǎn)物作為前驅(qū)體和硫磺按質(zhì)量比1:2放置在管式爐中，硫磺前置，在ar氣氣流中在600℃保溫一定時(shí)間，800℃保溫一定時(shí)間。前后升溫速率分別為1℃min-1和3℃min-1。

所述的制備方法，其特征在液相法合成前驅(qū)體方法為：稱取4.38g磷鉬酸(h3pmo12o40·nh2o)溶于200ml去離子水中，將吡咯840μl溶于50ml無(wú)水乙醇后逐滴加入上述溶液，不斷攪拌，在室溫下反應(yīng)12h-24h，將得到的藍(lán)色沉淀離心，在60℃干燥8h-16h，得到所需前驅(qū)體。

所述的制備方法，氣相方法將前驅(qū)體轉(zhuǎn)變成形貌和尺寸可控具有大層間距mos2@c空心球高性能鋰離子負(fù)極材料的方法為：權(quán)利要求合成的前驅(qū)體和硫磺按質(zhì)量比1:2放置在管式爐中，硫磺前置，在ar氣氣流中在600℃保溫5h-10h，800℃保溫1h-3h，前后升溫速率分別為1℃min^-1和3℃min^-1。

本發(fā)明所涉及產(chǎn)品工藝簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定且工藝重復(fù)性能好，反應(yīng)參數(shù)容易控制、安全可靠、原材料廉價(jià)易得，以及易于放大和工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)；所制備的大層間距mos2@c空心球高性能鋰離子負(fù)極材料具有尺寸均勻，導(dǎo)電性好，儲(chǔ)鋰容量高等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例1所示產(chǎn)物的掃描電鏟(sem)形貌照片；

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

稱取4.38g磷鉬酸(h3pmo12o40·nh2o)溶于200ml去離子水中，將吡咯840μl溶于50ml無(wú)水乙醇后逐滴加入上述溶液，不斷攪拌，在室溫下反應(yīng)12h，將得到的藍(lán)色沉淀離心，在60℃干燥8h。將所得產(chǎn)物和硫磺按質(zhì)量比1:2放置在管式爐中，硫磺前置，在ar氣氣流中在600℃保溫5h，800℃保溫1h。前后升溫速率分別為1℃min^-1和3℃min^-1。

實(shí)施例2

稱取4.38g磷鉬酸(h3pmo12o40·nh2o)溶于200ml去離子水中，將吡咯840μl溶于50ml無(wú)水乙醇后逐滴加入上述溶液，不斷攪拌，在室溫下反應(yīng)16h，將得到的藍(lán)色沉淀離心，在60℃干燥10h。將所得產(chǎn)物和硫磺按質(zhì)量比1:2放置在管式爐中，硫磺前置，在ar氣氣流中在600℃保溫8h，800℃保溫2h。前后升溫速率分別為2℃min^-1和3℃min^-1。

實(shí)施例3

稱取4.38g磷鉬酸(h3pmo12o40·nh2o)溶于200ml去離子水中，將吡咯840μl溶于50ml無(wú)水乙醇后逐滴加入上述溶液，不斷攪拌，在室溫下反應(yīng)16h，將得到的藍(lán)色沉淀離心，在60℃干燥18h。將所得產(chǎn)物和硫磺按質(zhì)量比1:2放置在管式爐中，硫磺前置，在ar氣氣流中在600℃保溫5h，800℃保溫2h。前后升溫速率分別為2℃min^-1和3℃min^-1。

實(shí)施例4

稱取4.38g磷鉬酸(h3pmo12o40·nh2o)溶于200ml去離子水中，將吡咯840μl溶于50ml無(wú)水乙醇后逐滴加入上述溶液，不斷攪拌，在室溫下反應(yīng)16h，將得到的藍(lán)色沉淀離心，在60℃干燥18h。將所得產(chǎn)物和硫磺按質(zhì)量比1:2放置在管式爐中，硫磺前置，在ar氣氣流中在600℃保溫5h，800℃保溫2h。前后升溫速率分別為1℃min^-1和3℃min^-1。

實(shí)施例5

稱取4.38g磷鉬酸(h3pmo12o40·nh2o)溶于200ml去離子水中，將吡咯840μl溶于50ml無(wú)水乙醇后逐滴加入上述溶液，不斷攪拌，在室溫下反應(yīng)16h，將得到的藍(lán)色沉淀離心，在60℃干燥16h。將所得產(chǎn)物和硫磺按質(zhì)量比1:2放置在管式爐中，硫磺前置，在ar氣氣流中在600℃保溫8h，800℃保溫1h。前后升溫速率分別為3℃min^-1和3℃min^-1。

從本發(fā)明制得的大層間距mos2@c空心球高性能鋰離子負(fù)極材料測(cè)試結(jié)果來(lái)看，本發(fā)明所得到的大層間距mos2@c空心球高性能鋰離子負(fù)極材料具有尺寸均勻，導(dǎo)電性好，儲(chǔ)鋰容量高等優(yōu)點(diǎn)。

應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。