一种碳包覆双金属硫化物微球的制备方法.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CN113488628A(43)申请公布日2021.10.08(21)申请号202110805866.XH01M10/0525(2010.01)(22)申请日2021.07.16(71)申请人大连理工大学地址116024辽宁省大连市甘井子区凌工路2号(72)发明人陈平刘东璇闵卫星徐东卫曹新荣陈冠震(74)专利代理机构大连理工大学专利中心21200代理人李晓亮潘迅(51)Int.Cl.H01M4/36(2006.01)H01M4/58(2010.01)H01M4/583(2010.01)H01M4/62(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种碳包覆双金属硫化物微球的制备方法(57)摘要一种碳包覆双金属硫化物微球的制备方法，首先通过溶剂热法制得大小均一的钴甘油金属配合物前驱体微球。然后，将适量的硝酸铁溶解在异丙醇和丙三醇的混合溶液中。同时，将钴甘油前驱体超声分散到上述溶液中并转移到水热反应釜内，制得纳米花状铁钴甘油金属配合物。最后，通过在纳米花表面包覆一层聚多巴胺，并在高温下硫化，得到了碳包覆双金属硫化物微球。将该材料用作锂电池负极材料时，能够很好地解决过渡金属硫化物固有的体积膨胀效应和导电性能差的问题，进而获得较高的比容量和优异的循环稳定性。在1A/g的电流密度下循环100圈后，依然保持615mAh/g的比容量。本发明操作简单，生产成本较低且安全性高，具有规模化生产的基础和广阔的应用前景。CN113488628ACN113488628A权利要求书1/1页1.一种碳包覆双金属硫化物微球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)室温条件下，将0.1‑1g金属钴盐加入到异丙醇和丙三醇的混合溶剂中，其中每210～250ml混合溶剂中加入0.1‑1g金属钴盐，充分搅拌后，将溶液转移到水热反应釜内，在100℃‑200℃下反应4‑15小时，经冷却、醇洗、离心、烘干后得到钴甘油金属配合物前驱体；(2)将0.015‑0.5g铁盐溶解在异丙醇和丙三醇的混合溶剂中，其中每70～240ml混合溶剂中加入0.03‑0.5g铁盐；再将步骤(1)中得到的0.03‑1g钴甘油金属配合物超声分散于上述溶液中，其中，钴甘油金属配合物与铁盐的质量比为2：1～1：1，搅拌混合均匀后注入水热反应釜内，在120‑200℃下反应5‑24小时；经冷却、水洗、醇洗、离心、烘干后得到铁钴甘油金属配合物；(3)将0.01‑0.3g三羟甲基氨基甲烷溶解在50‑200mL水中；同时，将步骤(2)中得到的0.02‑0.5g铁钴甘油金属配合物加入到上述溶液中，超声并搅拌15‑40分钟后，加入0.01‑0.25g盐酸多巴胺，继续搅拌3‑12小时，经抽滤、烘干，得到聚多巴胺包覆的样品；将所得样品与硫粉按质量比为1：3‑1：5混合研磨后，转移至陶瓷方舟中，然后在氩气保护的管式炉中进行硫化，硫化保温一段时间后，降至室温即得到碳包覆双金属硫化物微球。2.根据权利要求1所述的一种碳包覆双金属硫化物微球的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中金属钴盐为硝酸钴、硫酸钴、氯化钴中的一种及其组合。3.根据权利要求2所述的一种碳包覆双金属硫化物微球的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的混合溶剂中V丙三醇：V异丙醇＝1：4～1：7。4.根据权利要求3所述的一种碳包覆双金属硫化物微球的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中金属铁盐为硝酸铁、氯化铁、硫酸铁中的一种及其组合。5.根据权利要求4所述的一种碳包覆双金属硫化物微球的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中超声时间为3‑20分钟。6.根据权利要求5所述的一种碳包覆双金属硫化物微球的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)的混合溶剂中V丙三醇：V异丙醇＝1：5～1：7。7.根据权利要求6所述的一种碳包覆双金属硫化物微球的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中硫化温度为350‑600℃，硫化保温时间为1‑4小时。2CN113488628A说明书1/4页一种碳包覆双金属硫化物微球的制备方法技术领域[0001]本发明属于锂离子电池技术领域，具体为一种碳包覆双金属硫化物微球作为锂离子电池负极材料的制备方法。背景技术[0002]随着社会的快速发展，日常生活中对于电池、电容器等储能类设备的需求逐步扩大，其中锂离子电池凭借体积小、储能量大、充放电速度快等优势迅速占领了消费电子和新能源汽车等领域。但是，目前常用石墨作为锂电池负极材料，其理论容量较低(372mAh·g‑1)，难以满足市场对更高容量锂电池的需求。[0003]过渡金属硫化物具备较高的理论容量、丰富的氧化还原活性以及制备简单等优势，可作为新一代锂电池负极材料。但其在充放电锂离子脱嵌过程中体积变化较大，容易粉化，造成循环