[發明專利]一種復合納米材料的電化學儲鈉電極及其制備方法

在審

• 申請號: 202010084217.0
• 申請日: 2020-02-10
• 公開（公告）號: CN111740080A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 宋銳;宋文龍;施璐;李丹;羅秋月;田慶山;李靖;甄愛鋼;方明學;陳羽婷;沈旭培;高根芳
• 申請（專利權）人: 天能電池集團股份有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/505;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/054
• 代理公司: 杭州賽科專利代理事務所(普通合伙) 33230
• 代理人: 馮年群

本發明公開了一種復合納米材料的電化學儲鈉電極及其制備方法，該電極用MoS₂/B?摻雜石墨烯的復合納米材料作為電化學儲鈉的活性物質。其制備步驟是：在水熱溶液中氧化石墨烯和硼酸存在條件下，并含有Na₂MoO₄和L?半胱氨酸，通過一步水熱反應途徑制備得到MoS₂/B?摻雜石墨烯的復合納米材料，該復合材料中，MoS₂層顯示了較多的缺陷或/或邊緣，并均勻地負載在B?摻雜石墨烯上，將制得的MoS₂/B?摻雜石墨烯復合納米材料與乙炔黑、羧甲基纖維素、聚偏氟乙烯調成均勻的漿料，涂到銅箔上滾壓得到復合納米材料的電化學儲鈉電極。該電極具有電化學儲鈉的可逆比容量高，循環性能穩定和顯著增強的高倍率充放電特性。

技術領域

本發明涉及一種復合納米材料的電化學儲鈉電極及其制備方法，尤其涉及用MoS₂/B-摻雜石墨烯復合納米材料作為電化學儲鈉活性物質的電化學儲鈉電極及其制備方法，屬于鈉離子電極材料及其應用的領域。

背景技術

鋰離子電池具有高的比容量和長的循環壽命等優點，在移動通訊、電動助力車、電動汽車和儲能等領域得到了廣泛的應用。但是，鋰離子電池的大量應用導致鋰資源的相對短缺和鋰資源或原材料價格的不斷上漲。與鋰資源相比，鈉具有更加豐富的資源和價格低廉的優勢。因此，最近關于鈉離子電池及其電化學儲鈉材料和電極的研發引起了人們極大興趣。

性能優異的電化學儲鈉材料及其在電化學儲鈉電極中的應用對于高性能鈉離子電池的研發具有重要意義。MoS₂納米材料具有良好的電化學儲鈉性能，在鈉離子電池中具有潛在的應用。但是，但是MoS₂納米材料電極充放電過程中的團聚和因體積較大變化引起的粉化，導致其在充放電過程中電化學儲鈉容量的快速衰減，另外，由于MoS₂較低的電導率，影響了其作為電化學儲鈉電極材料的應用性能，降低了電極的充放電倍率特性。

將MoS₂與具有高導電性和柔韌性的碳納米材料(如石墨烯、碳納米管等)復合是解決上述其作為電化學儲能電極材料應用存在缺點的一個有效途徑。石墨烯具有高的電子導電能力和荷電遷移率，以及極大的比表面積和固有的良好柔韌性。石墨烯非常適合MoS₂層在其表面的選擇性生長，并形成相應的復合納米材料。石墨烯與MoS₂復合不僅顯著提高了復合材料的導電性，還能較好地抑制MoS₂層的堆積或團聚，得到層數較少和邊緣較多的MoS₂層。由于這種MoS₂層與石墨烯之間的這種相互作用，可以顯著增強所制得的復合材料的電化學儲鈉性能。