[发明专利]一种锂离子电池单层MoS2/石墨烯复合电极的制备方法

摘要

本发明涉及锂离子电池单层MoS2/石墨烯复合电极的制备方法，其制备方法是：将氧化石墨烯超声分散在去离子水中，搅拌下依次加入阳离子表面活性剂和硫代钼酸铵，并慢慢滴加水合肼，在95℃回流下反应，使硫代钼酸铵和氧化石墨烯同时分别还原成MoS2和石墨烯，离心收集固体产物，洗涤，干燥，在氮气/氢气混合气氛中热处理，得到单层MoS2与石墨烯的复合纳米材料；将单层MoS2/石墨烯复合纳米材料与乙炔黑及聚偏氟乙烯调成糊状物，涂到铜箔上滚压得到电极。本发明工艺简单，不需要消耗有机溶剂，该锂离子电池复合电极具有电化学贮锂比容量高，循环性能稳定和高倍率充放电性能好的优点。

主权项

一种锂离子电池单层MoS2/石墨烯复合电极的制备方法，其特征在于该复合电极的电化学贮锂活性物质为单层MoS2与石墨烯复合纳米材料，复合电极的组分及其质量百分比含量为：单层MoS2/石墨烯复合纳米材料80‑85%，乙炔黑5‑10％，聚偏氟乙烯10％，其中单层MoS2/石墨烯复合纳米材料活性物质中单层MoS2与石墨烯的物质量之比为1:1‑1:4；制备步骤如下：（1）将氧化石墨烯超声分散在去离子水中，然后加入阳离子表面活性剂，并充分搅拌，阳离子表面活性剂浓度为0.01‑0.05 M，氧化石墨烯的含量为26.9‑60.5 mmol/L； （2）将硫代钼酸铵加入到步骤（1）的混合体系中，硫代钼酸铵与氧化石墨烯的物质量之比在1:1‑1:4，充分搅拌，在搅拌下向其中慢慢滴加质量百分比浓度为85%的水合肼，滴加水合肼体积为X，X/mL=Y•Z/mmol， Y=1.239‑3.717，Z代表硫代钼酸铵物质的量与氧化石墨烯物质的量之和，连续搅拌并加热到95℃，在不断搅拌和回流条件下反应5‑9 h，使硫代钼酸铵和氧化石墨烯同时分别还原成MoS2和石墨烯，通过离心分离收集固体产物，并用去离子充分洗涤，然后在100℃真空干燥；（3）将所得到的固体产物在氮气/氢气混合气氛中在800℃下热处理2h，混合气体中氢气的体积比为10%，得到单层MoS2与石墨烯的复合纳米材料；（4）将上述制备的单层MoS2/石墨烯复合纳米材料作为电极的活性物质，与乙炔黑及质量浓度5%的聚偏氟乙烯的N‑甲基吡咯烷酮溶液在搅拌下充分混合调成均匀的糊状物，各组分质量百分比为：单层MoS2/石墨烯复合纳米材料80‑85%，乙炔黑5‑10％，聚偏氟乙烯10％，将该糊状物均匀地涂到作为集流体的铜箔上，真空干燥，滚压得到电极。