[发明专利]一种硫化钴镍电极材料的制备方法和电池

说明书

本申请属于电池的技术领域，尤其涉及一种硫化钴镍电极材料的制备方法和电池。本申请提供了一种硫化钴镍电极材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1、将钴源、镍源、水溶性高分子聚合物溶解在氧化石墨烯溶液中，得到第一产物，其中，所述水溶性高分子聚合物选自多羟基聚合物或/和多羧基聚合物；步骤2、将所述第一产物和含硫化合物混合，得到第二产物；步骤3、将所述第二产物进行溶剂热反应，得到第三产物；步骤4、将所述第三产物干燥得到硫化钴镍电极材料。本申请提供了一种硫化钴镍电极材料的制备方法和电池，能有效解决目前硫化钴镍电极材料存在易氧化或易发生相变导致活性材料的脱落或粉化，使其导电性低和循环寿命短的技术问题。

技术领域

本申请属于电池的技术领域，尤其涉及一种硫化钴镍电极材料的制备方法和电池。

背景技术

近年来，有限的燃料储存和日益严重的温室效应使我们越来越需要在能源储存技术上取得突破，以满足未来低碳和可持续发展的要求。电子设备和混合动力汽车的迅速发展，刺激了储能系统的发展。超级电容器具有功率密度高、成本低、充放电速度快、循环稳定性好等优点，被认为是一种理想的储能器件。遗憾的是，超级电容器的比电容和能量密度仍然不能满足电子设备的实际要求。

硫化钴镍是一种典型的双金属硫化物，具有无毒、环境友好、易于制备、自身导电性较好和理论容量值高等优点。与单金属的硫化镍或硫化钴相比，硫化钴镍具有更高的导电性能和理论容量，在电催化、超级电容器及锂离子电池电极材料等领域受到广泛的关注和应用。硫化钴镍与其他镍钴基体系相比，一方面，因为较小的能带间隙，NiCo₂O₄的导电性比NiCo₂O₄高至少两倍；另一方面，由于其固有的氧化还原反应或行为点，NiCo₂O₄具有比其他单一金属硫化物更高的电化学活性和更高的容量。

虽然，硫化钴镍具有优异的电化学性能，但是在大电流密度及长循环的反应过程中，硫化钴镍易氧化或发生相变导致活性材料的脱落或粉化，使得反应体系不稳定导致容量快速衰退。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种硫化钴镍电极材料的制备方法和电池，能有效解决目前硫化钴镍电极材料存在易氧化或易发生相变导致活性材料的脱落或粉化，使其导电性低和循环寿命短的技术问题。

本申请提供了一种硫化钴镍电极材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、将钴源、镍源、水溶性高分子聚合物溶解在氧化石墨烯溶液中，得到第一产物，其中，所述水溶性高分子聚合物选自多羟基聚合物或/和多羧基聚合物；

步骤2、将所述第一产物和含硫化合物混合，得到第二产物；

步骤3、将所述第二产物进行溶剂热反应，得到第三产物；

步骤4、将所述第三产物干燥得到硫化钴镍电极材料。

其中，所述钴源选自乙酸钴、氯化钴和硝酸钴中的一种或多种；所述镍源选自乙酸镍、氯化镍和硝酸镍中的一种或多种。

具体的，步骤1具体包括：将钴源、镍源、水溶性高分子聚合物溶解在氧化石墨烯溶液中，超声分散后，在室温下混合，得到第一产物。

作为优选，所述多羟基聚合物的平均分子量低于2000；所述多羧基聚合物的平均分子量低于2000。

作为优选，所述多羧基聚合物选自聚丙烯酸或/和海藻酸钠；所述多羟基聚合物选自聚乙烯醇或/和β-环糊精。优选的，所述多羧基聚合物为聚丙烯酸；所述多羟基聚合物为聚乙烯醇。

具体的，聚丙烯酸和聚乙烯醇具有大量的活性官能团(-COOH、-OH)，具有电负性，可与带正电的镍离子和钴离子进行结合，提供除氧化石墨烯表面的结合位点之外的更多生长位点。