WS₂纳米瓦/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WS_2­纳米瓦/石墨烯电化学贮锂复合电极及其制备方法，其电化学贮锂活性物质为WS_2­纳米瓦/石墨烯的复合纳米材料，复合纳米材料中WS₂纳米瓦和石墨烯的物质的量之比为1:2，WS₂纳米瓦为少层数，平均层数4层，复合电极的组分及其质量百分比含量为：WS₂纳米瓦/石墨烯复合纳米材料80-85%，乙炔黑5-10％，聚偏氟乙烯10％。制备步骤：首先制备得到WS₂纳米瓦/石墨烯复合纳本材料，将所制备的WS_2­纳米瓦/石墨烯复合纳米材料与乙炔黑及聚偏氟乙烯调成糊状物，涂到铜箔上滚压得到电极。本发明制备的电化学贮锂复合电极具有高的电化学贮锂容量，优异的循环性能和增强的倍率特性。

主权项

一种WS₂纳米瓦/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WS₂纳米瓦/石墨烯的复合纳米材料，复合纳米材料中WS₂纳米瓦和石墨烯的物质的量之比为1:2，所述WS₂纳米瓦为少层数的层状结构，复合电极的组分及其质量百分比含量为：WS₂纳米瓦/石墨烯复合纳米材料80‑85％，乙炔黑5‑10％，聚偏氟乙烯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，加入双子表面活性剂N‑十二烷基亚丙基二胺双溴化铵，并充分搅拌，然后依次加入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在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％，双子表面活性剂N‑十二烷基亚丙基二胺双溴化铵的浓度为0.01～0.02mol/L，氧化石墨烯的含量为31.25‑62.0mmol/L,将该反应釜放入恒温烘箱里，在230℃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，将得到的水热固体产物在氮气/氢气混合气氛中在800℃下热处理2h，混合气体中氢气体积分数为10％，最后制备得到WS₂纳米瓦/石墨烯的复合纳米材料；(3)将上述制备的WS₂纳米瓦/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糊状物，将该糊状物均匀地涂到作为集流体的铜箔上，干燥，滚压得到电极。