一种壳核型碳包覆金属硫化物纳米复合粒子的制备方法及其应用

摘要

本发明提供一种壳核型碳包覆金属硫化物纳米复合粒子的制备方法，纳米将所得复合粒子作为锂离子电池负极材料应用在锂离子电池领域。在自动控制直流电弧金属纳米粉体生产设备中加入一定比例的含碳源的物质和惰性气体，蒸发金属原料，获得碳包覆金属纳米粒子前驱体；然后将前驱体与硫粉混合后放入高压密封反应釜中进行热处理，得到碳包覆金属硫化物纳米复合材料，以碳包覆硫化铁粉纳米复合体材料作为活性物质，制作锂离子电极片。本发明的优点在于以原位合成的碳包覆铁、锡纳米粒子作为前驱体，低温硫化获得碳包覆硫化铁、硫化锡纳米复合粒子，具有较高的嵌/脱锂容量密度和循环稳定性，原料成本低廉，工艺简单，可规模化制备，适合工业化生产要求。

主权项

一种壳核型碳包覆金属硫化物纳米复合粒子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，在自动控制直流电弧金属纳米粉体生产设备的粉体生成室中加入金属原料、碳源和惰性气体，蒸发金属原料得到碳包金属纳米粒子前驱体；所述的金属原料为20～80g，放置在粉体生成室阳极上；所述的碳源为气态时，碳源与惰性气体的比例为1:5～4:1；所述的碳源为液态时，碳源和金属原料放置石墨坩埚中，石墨坩埚放置在粉体生成室阳极上，在粉体生成室中每加入5～50ml碳源通入0.01～0.03MPa的惰性气体；所述的碳源为固态时，碳源和金属原料混合压块后放置在粉体生成室阳极上，碳源与金属粉体质量比为1:3～5:1，加入惰性气体体积为0.01MPa～0.06MPa；第二步，将碳包金属纳米粒子前驱体与硫粉在无水无氧条件下混合放入高压密封反应釜中，在惰性气体保护下，200～500℃条件反应1～3h后，冷却至室温，得到碳包覆金属硫化物纳米复合粒子；所述的无水无氧为水含量小于千万分之一，氧含量小于千万分之一；所述的碳包金属纳米粒子前驱体和硫粉的质量比为1:1～1:3。