锂离子电池类石墨烯MoS₂/石墨烯复合电极的制备方法

摘要

本发明涉及锂离子电池类石墨烯MoS₂/石墨烯复合电极的制备方法，其步骤是：将氧化石墨烯超声分散在去离子水中，搅拌下先加入阳离子表面活性剂，再依次L-半胱氨酸和钼酸钠，将上述得到的混合分散体系转移到水热反应釜中于220-250℃下水热反应24h后，自然冷却，离心收集固体产物，去离子水洗涤，干燥，在氮气/氢气混合气氛中热处理，得到单层或平均层数2-4层的类石墨烯MoS₂与石墨烯的复合纳米材料；将类石墨烯MoS₂/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。本发明工艺简单，不需要消耗有机溶剂，该锂离子电池复合电极具有电化学贮锂比容量高，循环性能稳定和高倍率充放电性能好的优点。

主权项

锂离子电池类石墨烯MoS₂/石墨烯复合电极的制备方法，该复合电极的电化学贮锂活性物质为类石墨烯MoS₂与石墨烯的复合纳米材料，类石墨烯MoS₂为平均层数3层的少层数结构的MoS₂，复合电极的组分及其质量百分比含量为：类石墨烯MoS₂/石墨烯复合纳米材料80%，乙炔黑10％，聚偏氟乙烯10％，其中类石墨烯MoS₂与石墨烯的物质的量之比为1:2，其制备包括以下步骤：（1）将氧化石墨烯超声分散在去离子水中，然后加入阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵，并充分搅拌；（2）将L‑半胱氨酸和钼酸钠依次加入步骤（1）得到的混合体系中，并不断搅拌使L‑半胱氨酸和钼酸钠完全溶解，钼酸钠与L‑半胱氨酸用量的物质的量之比为1:5，钼酸钠与氧化石墨烯的物质的量之比在1:2；（3）将步骤（2）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%，阳离子表面活性剂浓度为0.01 mol/L，氧化石墨烯的含量为31.25 mmol/L,将该反应釜放入恒温烘箱里，240 ℃下水热反应24 h后，让其自然冷却至室温，用离心分离收集固体产物，并用去离子水充分洗涤，在100℃下真空干燥；（4）将上述得到的固体产物在氮气/氢气混合气氛中在800℃下热处理2h，混合气体中氢气的体积比为10%，得到类石墨烯MoS₂与石墨烯的复合纳米材料；（5）将上述制备的类石墨烯MoS₂/石墨烯复合纳米材料作为电极的活性物质，与乙炔黑及质量浓度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，各组分质量百分比为：类石墨烯MoS₂/石墨烯复合纳米材料80%，乙炔黑10％，聚偏氟乙烯10％，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。