[发明专利]一种高振实密度钠离子电池负极材料的制备方法

说明书

一种高振实密度钠离子电池负极材料的制备方法，包括步骤：将钼源和硫源分散到有机溶液中；材料溶剂热的方法进行材料的合成；将反应后的物质清洗后获得MoS₂材料；为了进一步提高材料的结晶度，在一定气氛下对材料进行高温热处理。本发明的一种高振实密度钠离子电池负极材料的制备方法利用了溶剂热合成技术，通过调控合成条件构筑了具有优异振实密度的MoS₂材料，作为钠离子电池负极材料，具有优异的电化学性能；制备方法简单易行、环境友好，并且能够实现对MoS₂的振实密度进行精细调控，容易实现规模化的生产。

技术领域

本发明涉及电池负极材料，尤其涉及一种高振实密度钠离子电池负极材料的制备方法。

背景技术

锂离子电池是目前应用最为广泛的能源存储与转换设备，但锂元素在地壳中的丰度仅为0.006％，不仅储量稀少，而且在全球范围内分布不均，因此很难实现大规模、可持续的开发和利用。为使二次电池获得更为广泛的应用，特别是应用于大规模绿色电网储能方面，亟需发展一种综合效能优异的新电池储能系统。相比于锂而言，钠元素在地壳中的含量要丰富得多，丰度高达2.64％，高居地壳中金属元素储量排行的第四位，同时海洋中含有大量的钠，提取也非常的简单。从化学角度来看，锂和钠处于同一主族，化学性质极为相近；另外，相关研究发现钠离子电池通常表现为与锂离子电池相似的电化学性能，因此开展钠离子电池相关工作是切实可行的，这对维持能源的可持续发展有着重要的现实意义。

目前，钠离子电池通常采用一些层状或者橄榄石结构的化合物作为正极材料，这些材料大多由锂离子电池正极材料演变而来，电化学性能颇为理想。相比于正极材料，钠离子电池负极材料的研究和开发面临着较大的困难和挑战。石墨是锂离子电池中应用最为广泛的负极材料，但在前期的研究中科研工作者发现石墨的层间距不足以使钠离子进行稳定的脱嵌。寻求合适的负极材料还面临着巨大的挑战。

一系列具有层状结构的过渡金属硫化物，MoS₂、WS₂、SnS、SnS₂等，被证实具有一定的储钠能力。其中，具有高可逆理论比容量的MoS₂(670mA h g^-1)被认为是一种非常有前途的钠离子电池负极材料。目前，科研工作者通过调控MoS₂的形貌，可以有效的提高MoS₂的储钠能力。但是，目前的研究表明：要获得高的电化学性能，材料需要具有进行纳米化处理。纳米化能减小钠离子和电子的传输路径，提高材料的电化学性能。但是，纳米化的材料具有较低的振实密度，这非常不利于实际应用。因此，获得高性能/高振实密度的MoS₂材料还面临着很大的挑战。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有高振实密度/高电化学的钠离子电池MoS₂负极材料的制备方法。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种高振实密度钠离子电池负极材料的制备方法，包括步骤：

S1：将钼源和硫源分散到有机溶剂中得混合液；

S2：将步骤S1中的混合液装入反应釜，进行溶剂热反应；

S3：将步骤S2中反应后的混合液进行清洗和烘干，获得MoS₂材料。

作为本发明进一步优选的技术方案，所述步骤S3之后还包括步骤S4：将步骤S3获得的MoS₂材料在烧结气氛中进行热处理。

作为本发明进一步优选的技术方案，所述步骤S4中的烧结温度为800℃，烧结时间为2h。

作为本发明进一步优选的技术方案，所述步骤S4中的烧结气氛为氮气、氩气、氩气与氢气混合气氛中的至少一种。