[发明专利]CuS-Cu7.2 有效
| 申请号： | 202010626352.3 | 申请日： | 2020-07-01 |
| 公开（公告）号： | CN111816853B | 公开（公告）日： | 2021-08-31 |
| 发明（设计）人： | 秦羽丰;王林辉;刘智新;李阳;厉桂华;陈军;陈洪叶;韩岳;鲍钢飞;戴颜坤 | 申请（专利权）人： | 山东农业大学 |
| 主分类号： | H01M4/36 | 分类号： | H01M4/36;H01M4/58;H01M10/0525 |
| 代理公司： | 成都方圆聿联专利代理事务所(普通合伙) 51241 | 代理人： | 苟铭 |
| 地址： | 271018 *** | 国省代码： | 山东;37 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | cus cu base sub 7.2 | ||
本发明公开了一种CuS‑Cu7.2S4纳米复合材料、锂电池及制备方法，其中，所述锂电池的采用CuS‑Cu7.2S4纳米复合材料，所述CuS‑Cu7.2S4纳米复合材料为为纳米颗粒，其直径尺寸为10‑150nm。本发明采用溶剂热一锅法制备CuS‑Cu7.2S4纳米复合材料，制备方法简单，大大降低了成本和制备环节，并适于批量生产。由于复合材料为纳米颗粒，缩短了锂离子的扩散距离，提高了颗粒内部活性物质的利用率，并减少了嵌锂和脱锂产生的体积膨胀，同时由于Cu7.2S4的辅助作用，由CuS‑Cu7.2S4纳米复合材料制备的锂电池负极在比容量、循环性能和倍率性能等方面显著提高。
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种CuS-Cu7.2S4纳米复合材料、锂电池及制备方法。
背景技术
随着手机、相机等便携电子设备，以及电动汽车和混动汽车的发展，可充电的锂离子二次电池被广泛关注和研究。锂离子电池是一种新型高效的化学电源，具有能量密度大、工作电压高、循环寿命长、无记忆效应、自放电小和工作温度范围宽等优点，具有广阔的应用空间和经济价值。传统的石墨碳材料因具有好的电化学稳定性，储量丰富，环境友好而被用于负极材料。然而相对低的比容量(理论372mAh g-1)限制了其进一步的应用。一系列过渡金属氧化物和过渡金属硫化物，因为其较高的理论容量而被广泛研究，并表现出较好的性质。
硫化铜因其储量丰富、无污染、长而平的放电电压、相对高的比容量 (理论560mAhg-1)、相对高的导电特性(10-3S cm-1)而备受关注和研究，是目前最具商业化前景的碳材料替代材料之一。纳米颗粒、纳米棒、纳米花、纳米管等多种纳米/微米结构的CuS材料被制备和研究，以解决充放电过程中的电极材料体积膨胀和硫化物溶解于电解液等问题。
不仅如此，Cu1.8S由于其晶向稳定、较好的导电性(窄带隙1.2eV)而被用于锂离子电池和钠离子电池研究中，并取得较好的进展和实验结果。有报道3D核壳结构Cu1.8S/C@MoS2纳米复合材料因为Cu1.8S的引入表现出高的可逆容量，较好的稳定性、和非常好的倍率性能。
由于传统工艺的限制，目前还没有一种简单的方法，同时制备出 CuS-Cu1.8S纳米复合材料，实现在电化学性能方面的提升。
发明内容
本发明提供了一种CuS-Cu7.2S4纳米复合材料、锂电池及制备方法，利用溶剂热一锅法，选择合适的反应温度，同时制备出CuS和Cu7.2S4(Cu1.8S)纳米复合颗粒，将其用于锂离子电池负极获得较高的初始容量，较好的循环稳定性和倍率性能。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
第一方面，本发明实施例提供了一种CuS-Cu7.2S4纳米复合材料，其中，所述CuS-Cu7.2S4纳米复合材料为纳米颗粒，其直径尺寸为10-150nm。
第二方面，本发明实施例提供了一种CuS-Cu7.2S4纳米复合材料的制备方法，采用溶剂热一锅法，所述方法包括：
S1：将一定量的CuCl2·2H2O和L-半胱氨酸依次加入盛有乙二醇的烧杯中；
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