[發明專利]一種復合材料、其制備方法及在鋰離子電池中的應用

有效

• 申請號: 201810020231.7
• 申請日: 2018-01-09
• 公開（公告）號: CN108269982B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 胡翔;溫珍海
• 申請（專利權）人: 中國科學院福建物質結構研究所
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京元周律知識產權代理有限公司 11540
• 代理人: 張瑩

1.一種復合材料的制備方法，其特征在于，至少包括以下步驟：

a)獲得空心酚醛樹脂球；

b)將空心酚醛樹脂球置于含有有機銨鹽的溶液中，得到表面氨功能化的空心酚醛樹脂球；

c)將表面氨功能化的空心酚醛樹脂球和硫代鉬酸銨溶于溶劑中得到溶液Ⅰ，然后向溶液Ⅰ中加入含有氧化石墨烯的溶液II，得到混合物A；

d)將混合物A置于170～190℃下反應8～16小時，得到前驅體凝膠B；

e)將前驅體凝膠B置于氫氣與惰性氣體的混合氣中，以1～3℃/min的升溫速率升溫至700～800℃，保溫1～3h，即得所述復合材料；

所述復合材料包括空心碳球、MoS₂納米片和石墨烯；

所述MoS₂納米片修飾于空心碳球表面；

所述空心碳球負載于石墨烯中。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述MoS₂納米片為晶體，化學式為MoS₂，六方晶系，P63/MMC空間群，晶胞參數a＝b＝3.14～3.16，c＝12.2～12.6，α＝90°，β＝90°，γ＝120°，Z＝2。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述空心碳球的粒徑為150nm～300nm，所述MoS₂納米片的粒徑為10～60nm。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟a)中所述空心酚醛樹脂球通過包括以下步驟的方法制備得到：

將硅酸酯類化合物、苯二酚類化合物和醛類化合物加入到含有沉淀劑的溶液中，在20℃～40℃下反應不少于12小時，經分離、干燥得到固體；將所得固體置于氫氟酸中刻蝕去除SiO₂，經洗滌、干燥即得所述空心酚醛樹脂球。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述硅酸酯類化合物選自正硅酸四甲酯、正硅酸四乙酯、正硅酸四丙酯、正硅酸四丁酯中的至少一種；

所述苯二酚類化合物選自間苯二酚、對苯二甲酚、鄰苯二甲酚中的至少一種；

所述醛類化合物選自甲醛、乙醛、丙醛、丁醛中的至少一種；

所述含有沉淀劑的溶液中含有氨水。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟b)中有機銨鹽為聚烯丙基胺鹽酸鹽。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟c)中溶液I和溶液II中的溶劑為二甲基甲酰胺。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟c)中溶液I中的表面氨功能化的空心酚醛樹脂球和硫代鉬酸銨與溶液II中的氧化石墨烯的質量比為1～5：5～15：1。

9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，步驟c)中溶液I中的表面氨功能化的空心酚醛樹脂球和硫代鉬酸銨與溶液II中的氧化石墨烯的質量比為2～4:8～12:1。

10.一種鋰離子電池，其特征在于，含有根據權利要求1至9任一項所述方法制備得到的復合材料。