多边缘WS₂/石墨烯电化学贮锂复合电极及制备方法

摘要

本发明公开了一种多边缘WS₂/石墨烯电化学贮锂复合电极及其制备方法，其化学贮锂活性物质为少层数的多边缘WS₂纳米片与石墨烯的复合纳米材料，复合纳米材料中WS₂和石墨烯的物质的量之比为1:2，复合电极的组分及其质量百分比含量为：多边缘WS₂纳米片/石墨复合纳米材料为80‑85%，乙炔黑5‑10％，聚偏氟乙烯5‑10％。制备步骤：先制备得到少层数的多边缘WS₂纳米片/石墨烯复合纳米材料，将所制备的多边缘WS₂纳米片/石墨烯复合纳米材料与乙炔黑及聚偏氟乙烯调成均匀的浆料，涂到铜箔上滚压后制备得到复合电极。本发明制备的多边缘WS₂/石墨烯电化学贮锂复合电极具有高的电化学贮锂容量。

主权项

一种多边缘WS₂/石墨烯电化学贮锂复合电极，其特征在于，复合电极的电化学贮锂活性物质为少层数的多边缘WS₂纳米片/石墨烯的复合纳米材料，所述少层数为6层以下，复合纳米材料中多边缘WS₂纳米片和石墨烯的物质的量之比为1:2，复合电极的组分及其质量百分比含量为：多边缘WS₂纳米片/石墨烯复合纳米材料80‑85％，乙炔黑5‑10％，聚偏氟乙烯5‑10％，所述复合电极的制备方法按以下步骤进行：(1)将氧化石墨烯超声分散在去离子水中，加入离子液体1‑丁基‑3‑甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIM]BF₄)，并充分搅拌，然后再依次加入L‑半胱氨酸和硫代钨酸铵，并不断搅拌使L‑半胱氨酸和硫代钨酸铵完全溶解，L‑半胱氨酸和硫代钨酸铵用量的物质的量之比为5:1，硫代钨酸铵与氧化石墨烯的物质的量之比为1:2；(2)将步骤(1)得到的混合分散体系转移到水热反应釜中，并加入去离子水调整体积至水热反应釜标称体积的80％，离子液体的含量为6.25mL/L，将该反应釜放入恒温烘箱里，在240℃下水热反应24h后，让其自然冷却至室温，用离心分离收集水热固体产物，并用去离子水充分洗涤，在100℃下真空干燥，所得到的水热固体产物在氮气/氢气混合气氛中在500℃下热处理2h，混合气体中氢气的体积分数为10％，制备得到多边缘WS₂纳米片/石墨烯的复合纳米材料；(3)将上述制备的多边缘WS₂纳米片/石墨烯复合纳米材料作为电极的电化学贮锂活性物质，与乙炔黑及质量分数5％的聚偏氟乙烯的N‑甲基吡咯烷酮溶液在搅拌下充分混合调成均匀的浆料，将该浆料均匀地涂到作为集流体的铜箔上，干燥，滚压后得到多边缘WS₂/石墨烯电化学贮锂复合电极。