[發明專利]一步法合成的Cu2

在審

• 申請號: 202010897796.0
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN112018384A
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 魏明燈;劉興江;丁飛;王建標
• 申請（專利權）人: 福州大學;中國電子科技集團公司第十八研究所
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58;H01M10/054
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 修斯文;蔡學俊

本發明公開了一種由一步法合成的Cu₂S空心球，其是以乙酰丙酮銅、硫脲為原料，在不使用添加劑的條件下，經簡單溶劑熱法合成由納米粒子組成的空心球。本發明由Cu₂S粒子組成空心球能有效的縮短鈉離子的傳輸路徑，且空心的結構可以有效的抑制鈉離子嵌入和脫出過程中的材料的體積膨脹問題，因而以其作為負極材料制備的電極可展現出良好的倍率性能和長循環穩定性，可用于制備鈉離子電池，富有應用前景。

技術領域

本發明具體涉及一種一步法合成的Cu₂S空心球及其在作為高倍率鈉離子電池負極材料中的應用。

背景技術

迄今為止，隨著化石能源的消耗，鋰離子電池已經廣泛地被研究和應用在各種電子設備中，特別是在電動汽車等交通工具方面。然而鋰金屬儲量有限和價格較高限制了鋰電池的進一步發展。相比之下，鈉離子電池憑借地球上金屬鈉的儲量豐富、成本較低等優點，大有取代鋰電池的趨勢。然而，鈉離子電池本身的一些缺點也限制了其發展，例如與鋰離子相比較，鈉離子電池具有較為遲緩的電化學反應機理。因此開發容量高、循環壽命長的鈉離子負極材料已顯得很重要。而目前還未有在沒有表面活性劑的情況下，經一步溶劑法合成Cu₂S空心球的相關報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種一步法合成的Cu₂S空心球及其在作為高倍率鈉離子電池負極材料中的應用。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種一步法合成的Cu₂S空心球，其是將質量比為0.5-1:1的乙酰丙酮銅、硫脲于無水乙醇中攪拌溶解，然后于200℃水熱反應24h后取出，冷卻至室溫，再經離心、洗滌、烘干，制得由納米粒子組成的Cu₂S空心球。

所述Cu₂S空心球可用于作為高倍率鈉離子電池負極材料。

本發明的顯著優點在于：

（1）本發明采用特殊的銅源，乙酰丙酮銅，通過簡單的一步溶劑熱法制備出由Cu₂S納米粒子組成的分等級空心球。其由Cu₂S粒子組成空心球可有效的縮短鈉離子的傳輸路徑，同時，其空心結構可以有效的抑制鈉離子嵌入和脫出過程中的材料的體積膨脹問題，因而可表現出良好的倍率性能和長循環穩定性。

（2）本發明提供了一種簡單且無添加劑的一步溶劑熱法制備納米粒子組成的Cu₂S空心球的方法并將其應用作為鈉離子電池負極材料。

附圖說明

圖1為實施例所制備Cu₂S空心球的XRD圖。

圖2為實施例所制備Cu₂S空心球的掃描電鏡圖（a、b）和透射電鏡圖（c、d）。

圖3為實施例所制備Cu₂S空心球制備的鈉離子電池的倍率性能圖（a）及其在2 A g^-1的電流密度下的長循環性能圖（b）。

具體實施方式

為了使本發明所述的內容更加便于理解，下面結合具體實施方式對本發明所述的技術方案做進一步的說明，但是本發明不僅限于此。

實施例

將0.26g乙酰丙酮銅、0.3g硫脲加入30mL乙醇中，攪拌1小時使其溶解，然后將溶液放進200 ℃的烘箱中反應24小時后取出，待其冷卻至室溫后，離心，用乙醇和去離子水洗滌數遍，再放進70℃真空烘箱中烘干，最終獲得由納米粒子組成的Cu₂S空心球。

圖1為所得Cu₂S空心球的XRD圖。從圖中可以得出，所制備的Cu₂S是純相。