[發明專利]一種銅錫硫Cu2

有效

• 申請號: 201910325128.8
• 申請日: 2019-04-22
• 公開（公告）號: CN110335757B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 王新;畢臻;商超群;黃蘭艷
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: H01G11/24
• 分類號: H01G11/24;H01G11/30;H01G11/32;H01G11/86
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳娟

本發明涉及一種錫硫Cu₂SnS₃/碳量子點復合材料及其制備方法和在超級電容器中的應用。該制備方法包括如下步驟：S1：將銅源、錫源和硫源溶于溶劑中，得前驅體溶液；S2：將前驅體溶液進行預反應；S3：進行溶劑熱反應得銅錫硫Cu₂SnS₃；S4：將銅錫硫Cu₂SnS₃離心、洗滌、干燥，煅燒得銅錫硫Cu₂SnS₃粉末；S5：將銅錫硫Cu₂SnS₃粉末和碳量子點溶液混合分散，攪拌，干燥即得所述復合材料。本發明利用碳量子點改善了銅錫硫作為超級電容器電極材料的倍率性能、循環穩定性，得到的復合材料具有花狀微球結構，比表面積大為提升，導電性能增強，并具有優異的電化學性能；本發明提供的制備方法工藝簡單，操作方便。

技術領域

本發明屬于電化學鈉離子電池技術領域，具體涉及一種銅錫硫Cu₂SnS₃/碳量子點復合材料及其制備方法和在超級電容器中的應用。

背景技術

隨著人類對化石能源需求的不斷增長及其帶來的環境問題，開發一種具有穩定性能、高安全性、較少環境負擔的下一代儲能裝置已成為科學社會中的重要課題。相對傳統電容器和電池，超級電容器具有高功率密度，高效率，長循環壽命，溫度特性好，快速的充放電速率等在能量存儲設備中已吸引了極大的關注。金屬氧化物和導電聚合物材料因其具有氧化還原反應，在法拉第贗電容的機制下，相對于傳統的碳材料，具有超高的比容量。然而，對于某些金屬氧化物來說昂貴且導電聚合物材料的循環性能差，這卻也限制了它們的應用。故此開發出一種低成本、高循環性能的電極材料是十分必要的。

銅錫硫，一方面是一種重要的過渡金屬硫屬元素化合物半導體，且是一種廉價且豐富的材料，已廣泛應用于太陽能電池、催化劑領域；另一方面，由于其是過渡金屬硫屬元素化物而具備了高理論容量。然而，銅錫硫作為廉價半導體材料也存在導電性不佳和充放電過程體積變化過大的問題，因而限制其在超級電容器領域的應用。

因此，開發一種新型銅錫硫材料來提升其導電性，避免其在充放電過程體積變化過大具有重要的研究意義和應用價值。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中銅錫硫導電性差，充放電過程體積變化過大的缺陷和不足，提供一種銅錫硫Cu₂SnS₃/碳量子點復合材料的制備方法。本發明利用碳量子點改善了銅錫硫作為超級電容器電極材料的倍率性能、循環穩定性，得到的銅錫硫Cu₂SnS₃/碳量子點具有花狀微球結構，比表面積大為提升，導電性能增強，并具有優異的電化學性能；本發明提供的制備方法工藝簡單，操作方便。

本發明的另一目的在于提供一種銅錫硫Cu₂SnS₃/碳量子點復合材料。

本發明的另一目的在于上述銅錫硫Cu₂SnS₃/碳量子點復合材料作為超級電容器電極材料在超級電容器中的應用。

為實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案：

一種銅錫硫Cu₂SnS₃/碳量子點復合材料的制備方法，包括如下步驟：

S1：將銅源、錫源和硫源溶于溶劑中，得前驅體溶液；

S2：將前驅體溶液于25～80℃下預反應30～60min；

S3：于150～200℃下進行溶劑熱反應12～18h，得銅錫硫Cu₂SnS₃；