[发明专利]一种蓝磷/过渡金属二硫化物异质结阳极材料及制备方法

摘要

本发明涉及一种蓝磷/过渡金属二硫化物异质结阳极材料及其制备方法，采用的技术方案是：基于密度函数理论的第一性原理方法计算模拟，筛选蓝磷/过渡金属二硫化物异质结，进一步设计出该异质结的制备方法；其先采用化学气相沉积方法制备过渡金属二硫化物；然后将过渡金属二硫化物、白磷粉末以及有机溶剂搅拌混合均匀，再经离心处理后，然后在真空或者氩气气氛中进行退火处理，得到蓝磷/过渡金属二硫化物异质结阳极材料。本发明制备得到的阳极材料具有良好的结构稳定性、导电性、柔性、较大的锂吸附容量以及良好的电学性能，制备工艺简单，可重复性强，成品率高，成本低，适于工业化大规模生产。

主权项

1.一种蓝磷/过渡金属二硫族化物异质结阳极材料的制备方法，其特征在于：其由以下原料组成：过渡金属氧化物、白磷粉末、硫族非金属粉末和有机溶剂；按摩尔比计，过渡金属氧化物：白磷粉末：硫族非金属粉末：有机溶剂=2:1:7:16；所述的硫族非金属粉末为硫粉、硒粉、碲粉的其中一种；所述的过渡金属氧化物为MoO₃、WO₃、NbO₃、TaO₃的其中一种；所述的有机溶剂为二甲基亚砜、N , N‑二甲基甲酰胺、N‑甲基吡咯烷酮和异丙醇其中的一种或者两种以上；所述的一种蓝磷/过渡金属二硫族化物异质结阳极材料的方法，具体步骤如下：（1）按照配方比例分别称取各个物料；（2）依次用丙酮、酒精对玻璃衬底进行超声清洗，然后用去离子水冲洗玻璃衬底表面3‑5次；（3）将玻璃衬底和过渡金属氧化物置于等离子体增强化学气相沉积的反应腔中，抽真空到3×10⁴~4×10⁴Pa，以35~45sccm流量通入氩气；将硫族非金属粉末通过加热炉加热到450~990℃转变为硫族非金属蒸汽；将所述反应腔的温度加热到650~750℃保持2~3h，再加热到750~800℃保持4~6h；同时利用氩气将所得硫族非金属蒸汽吹入反应腔，并持续通入至加热结束；最后在所述衬底表面形成过渡金属二硫族化物薄膜；（4）用小刀从玻璃衬底上削下过渡金属二硫族化物薄膜，并置于研钵中缓慢研磨至粉末；（5）将步骤（4）得到的过渡金属二硫族化物粉末、白磷粉末及有机溶剂搅拌2~20h混合均匀，静置8‑10h，再通过离心、过滤，再用酒精清洗，得到蓝磷/过渡金属二硫族化物的异质结复合物；（6）将步骤（5）制得的产物在真空或氩气气氛中，于700~900℃进行退火处理，退火时间为5‑8h，得到所述的蓝磷/过渡金属二硫族化物异质结阳极材料；通过控制过渡金属二硫族化物粉末、白磷粉末及有机溶剂混合物在装有高速旋转刀头的搅拌桶内的切削搅拌时间来实现层数的控制。