金属硫化物复合电极材料的制备方法及制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114361413A(43)申请公布日2022.04.15(21)申请号202111629937.1H01M10/0525(2010.01)(22)申请日2021.12.28(71)申请人北京理工大学地址100081北京市海淀区中关村南大街5号申请人北京理工大学重庆创新中心(72)发明人谭国强张俊凡王敬苏岳锋吴锋(74)专利代理机构成都方圆聿联专利代理事务所(普通合伙)51241代理人苟铭(51)Int.Cl.H01M4/36(2006.01)H01M4/58(2010.01)H01M4/60(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称金属硫化物复合电极材料的制备方法及制备方法和应用(57)摘要本发明提供一种金属硫化物复合电极材料的制备方法及制备方法和应用，金属硫化物复合电极材料的制备方法，采用原位合成方法：将金属有机框架粉末置于管式炉中，然后在惰性气体与CS2气体的混合气氛中进行煅烧，煅烧后随炉冷却即得到。本发明的金属硫化物负极材料，为原位合成碳包覆金属硫化物的核壳结构，该材料具有丰富的孔道结构，有利于电解液的渗透以及离子的扩散。其次，同步构筑的碳可以起到支撑与保护金属硫化物的作用，增强材料在充放电过程中的结构稳定性。另外，原位包覆的碳材料与MOF中的碳骨架相互交织，保证了整体材料的导电性能。克服了现有技术制备的锂离子电池负极材料电化学性能较差、电极材料易粉碎的难题。CN114361413ACN114361413A权利要求书1/1页1.金属硫化物复合电极材料的制备方法，其特征在于，采用原位合成方法：将金属有机框架粉末置于管式炉中，然后在惰性气体与CS2气体的混合气氛中进行煅烧，煅烧后随炉冷却即得到。2.根据权利要求1所述的金属硫化物复合电极材料的制备方法，其特征在于，所述金属有机框架为含C元素的金属有机框架材料。3.根据权利要求1所述的金属硫化物复合电极材料的制备方法，其特征在于，煅烧温度为450‑850℃，煅烧时间为3‑6h。4.根据权利要求3所述的金属硫化物复合电极材料的制备方法，其特征在于，煅烧时，升温速率为2‑5℃/min。5.根据权利要求1所述的金属硫化物复合电极材料的制备方法，其特征在于，所述惰性气体为氩气，氩气与CS2的体积比为100:1‑20。6.根据权利要求1所述的金属硫化物复合电极材料的制备方法，其特征在于，所述金属有机框架为ZIF67和ZIF8。7.金属硫化物复合电极材料，其特征在于，根据权利要求1到6所述的制备方法所得。8.金属硫化物复合电极材料电极，其特征在于，所述电极的内层为权利要求7所述的金属硫化物复合电极材料，外层为碳，形成金属硫化物包覆碳的核壳材料，整个金属硫化物包覆碳的核壳材料均匀的嵌入碳框架结构中。9.一种锂离子电池，包括负极材料，其特征在于，所述负极材料为权利要求8所述的金属硫化物复合电极材料电极。2CN114361413A说明书1/5页金属硫化物复合电极材料的制备方法及制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及锂电池负极材料制备的技术领域，具体涉及一种金属硫化物复合电极材料的制备方法及制备方法和应用。背景技术[0002]传统的商业锂离子电池负极材料石墨，其理论容量低(372mAh/g)，已经很难适应和满足下一代高性能锂离子电池。在众多的替代材料中，金属硫化物，作为氧化还原机制类的负极材料，有着较高首圈库伦效率和理论比容量，被认为是最有前景的锂二次电池的理想负极材料。但是，其导电性差以及充放电过程中的体积变化问题一直制约着他们的进一步应用。[0003]作为一类新型高级功能材料，金属‑有机骨架(MOFs)具有超高孔隙率、良好的径孔分布、易制备、功能多样和结构可控的优势，且MOFs是由金属离子或团簇与有机配体通过配位键结合而成，鉴于其均匀分布的金属粒子，以MOFs材料为前驱体合成金属硫化物材料是一种理想的方法。但是，传统的硫化法中，直接将MOFs转换为金属硫化物颗粒时，难以控制转换程度，且转化后的硫化物金属颗粒裸露在MOFs骨架之上，难以在循环中维持结构稳定，最终，较高的煅烧温度和较快的升温速率会使MOFs的结构坍塌，很大程度上使粒径增加，导致其比表面积减小。最后，传统的硫化法合成过程复杂、繁琐、成本过高、加工工艺要求严格以及结构调整困难、难以实现规模化生产。发明内容[0004]本发明针对当前技术中存在的不足，提供一种金属硫化物复合电极材料的制备方法及制备方法和应用。[0005]金属硫化物复合电极材料的制备方法，采用原位合成方法：将金属有机框架粉末置于管式炉中，然后在惰性气体与CS2气体的混合气氛中进行煅烧，煅烧后随炉冷却即得到。[0006]所述金属有机框架为含C元素的金属有机框架材料。[