一种超薄层状硫化铌及其制备方法与在锂/钠离子电池中的应用

摘要

本发明公开了一种超薄层状硫化铌（NbS₂）及其制备方法与在锂/钠离子电池中的应用。该硫化铌具有类石墨烯状的层状结构，是一种比表面积大的超薄纳米片。具体的制备方法为：称取铌源和硫源，在还原气氛下进行热处理后，自然冷却至室温，就可得到团聚的块状硫化铌。然后，采用液相插层法对块状的硫化铌进行剥离处理，同时对样品进行超声振荡处理，最后得到的固体则是薄片状硫化铌。本发明制备的薄片状硫化铌可用作锂离子/钠离子电池负极材料，具有循环寿命长、倍率性能好等优点，能满足高性能锂离子电池/钠离子制备的实际应用需要。同时，制备方法简单，产物结构容易控制，材料达到了纳米级尺寸，易实现工业化推广和应用。

主权项

一种超薄层状硫化铌的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）将铌源和硫源按摩尔比Nb：S=1:（5‑100）进行称量，然后分别放入不同的陶瓷方舟中，将装有硫源的陶瓷方舟置于管式炉的进气口，装有铌源的陶瓷方舟置于管式炉的中间，将管式炉密封后通入还原性气体，在600‑900℃下加热处理5‑24小时，自然冷却至室温可得到团聚的块状硫化铌；2）将步骤1）制备的硫化铌和无水乙醇按质量比1：（50‑100）称取，在冰浴的条件下揽拌10‑60分钟，待温度降到0‑5℃时，搅拌并加入硼氢化钠粉体，搅拌反应24‑48小时后抽滤，洗涤，干燥后，即得到插层化合物NaNbS₂；3）将步骤2）制备的插层化合物NaNbS₂和分散溶剂按质量比1：（50‑100）称取，超声振荡1‑10小时，离心分离后，用乙醇和去离子水分别清洗3‑5次，在60‑100℃下真空烘干，即得超薄层状硫化铌。