CN112289988B - 一种银掺杂的硅和二碲化钨复合负极材料及其制备方法、应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种银掺杂的硅和二碲化钨复合负极材料的制备方法，包括如下步骤：S1、将四氯化碲与离子液体混匀，在惰性气体氛围中，加热至溶液呈亮黄色，然后加入四氯化钨混匀得到前驱体溶液；S2、将前驱体溶液置于硅基底表面，微波辐照，粉碎，除磁得到复合材料；S3、将复合材料均匀分散于有机溶剂中，加入硝酸银混匀，然后进行还原反应得到银掺杂的硅和二碲化钨复合负极材料。本发明还公开了一种银掺杂的硅和二碲化钨复合负极材料及其应用。本发明制备硅和二碲化钨复合材料，改善硅材料体积膨胀和导电性差的问题，并结合银掺杂在提升材料导电性能的同时，改善二碲化钨二维结构循环过程中结构容易崩塌的问题，优化材料整体的电化学性能。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种银掺杂的硅和二碲化钨复合负极材料及其制备方法、应用。
背景技术
随着行业的发展以及技术的进步，市场对锂离子电池性能的需求不断提高，譬如高能量密度、安全性能、长使用寿命等。锂离子电池常用的负极材料是石墨，由于晶格常数较小限制了锂离子能够插层的位置，其容量值较低。为了提高锂电池的能量密度，寻找具有更高容量以及电化学稳定性的材料成为当下锂离子电池研究的热点，各种不同类型的锂电池负极材料被提出和研究，譬如硅、石墨烯以及各种其它二维材料等。
在锂离子电池负极材料领域，硅负极材料是人们研究的热点。相对于传统负极材料石墨，硅具有更高的克容量，储量丰富，成本也很低，但是嵌锂和脱锂过程中显著的体积变化，及其较差的导电性，限制了其商业应用。因此需要提供新的负极材料。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种银掺杂的硅和二碲化钨复合负极材料及其制备方法、应用，本发明通过制备硅和二碲化钨的复合材料，改善传统硅材料体积膨胀和导电性差的问题，并结合银掺杂在提升材料导电性能的同时，改善二碲化钨二维结构在循环过程中结构容易崩塌的问题，优化材料整体的电化学性能。
本发明提出的一种银掺杂的硅和二碲化钨复合负极材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将四氯化碲与离子液体混匀，在惰性气体氛围中，加热至溶液呈亮黄色，然后加入四氯化钨混匀得到前驱体溶液；
S2、将前驱体溶液置于硅基底表面，微波辐照，粉碎，除磁得到复合材料；
S3、将复合材料均匀分散于有机溶剂中，加入硝酸银混匀，然后进行还原反应得到银掺杂的硅和二碲化钨复合负极材料。
优选地，在S1中，离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐。
优选地，在S1中，加热温度为55-65℃，时间为45-75min。
优选地，在S1中，四氯化碲与离子液体的摩尔体积(mol/L)比为1.28-1.68:1。
优选地，在S1中，四氯化钨与四氯化碲的摩尔比为1:2.0-2.4。
优选地，在S1中，惰性气体为氩气。
优选地，在S2中，微波辐照的功率为100-120W，时间为30-60s。
优选地，在S2中，复合材料的粒径为50-100nm。
优选地，在S2中，复合材料中，磁性铁的含量<100ppb。
优选地，在S2中，微波辐照后，洗涤，干燥，粉碎，除磁得到复合材料。
优选地，用乙醇水溶液、丙酮洗涤。
优选地，在S3中，银掺杂的硅和二碲化钨复合负极材料中，银元素的含量为3-5wt％。
优选地，在S3中，还原反应的温度为55-65℃，时间为15-25min。
优选地，在S3中，有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。
优选地，在S3中，进行还原反应后，离心，洗涤沉淀，干燥得到银掺杂的硅和二碲化钨复合负极材料。
上述水均为去离子水。
本发明提出了一种银掺杂的硅和二碲化钨复合负极材料，按照上述银掺杂的硅和二碲化钨复合负极材料的制备方法制得。
本发明提出了上述银掺杂的硅和二碲化钨复合负极材料在锂离子电池中的应用。
有益效果：
图1为银掺杂的硅和二碲化钨复合负极材料的结构示意图，本发明先制备二碲化钨(WTe2)的前驱体溶液，然后将前驱体溶液涂覆于硅基底表面，通过微波辐照从而在硅基底表面生长有二碲化钨薄膜，粉碎，除磁后得到硅和二碲化钨的复合材料，此时的二碲化钨呈二维薄膜结构，此薄膜部分贴覆在硅表面部分从硅表面脱离，此复合材料可以改善传统硅材料体积膨胀和导电性差的问题；然后再经硝酸银还原反应，使得银纳米颗粒掺杂到硅和二碲化钨的复合材料中，可以进一步提升材料的导电性能，同时银掺杂不仅能够有效避免材料的团聚现象，而且能够预防二碲化钨二维结构在循环过程中崩塌，从而优化材料整体的循环和倍率性能。
附图说明
图1为银掺杂的硅和二碲化钨复合负极材料的结构示意图。
图2为银掺杂的硅和二碲化钨复合负极材料、纳米硅制备的扣式电池的常温循环曲线图，其中，实施例为银掺杂的硅和二碲化钨复合负极材料，对照例为纳米硅。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种银掺杂的硅和二碲化钨复合负极材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将4g四氯化碲粉末加入10mL 1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐中，向容器中充满氩气，加热至60℃，保温搅拌1h至溶液呈亮黄色，然后加入2.2g四氯化钨混匀得到前驱体溶液；
S2、将前驱体溶液涂覆于硅基底表面(硅基底尺寸为长2cm，宽2cm，厚0.25cm)，然后加盖玻璃盖板，调节功率为100-120W微波辐照45s，自然冷却至室温，然后用体积分数为70％的乙醇水溶液洗涤硅基底数次，再用丙酮洗涤硅基底，真空干燥得到表面生长有二碲化钨薄膜的硅基底；
将表面生长有二碲化钨薄膜的硅基底经鄂破和机械粉碎得到微米材料；然后将微米材料、乙醇、少量的分散剂(分散剂为醋酸和柠檬酸钠的混合溶液，其中，醋酸占柠檬酸钠重量的3-5wt％，醋酸的浓度为1mol/L，混合溶液的pH为2.4)一起加入球磨罐中，搅拌均匀，再与0.3mm锆珠一同球磨8h，球磨转速为700r/min，然后调节喷雾造粒机进风口温度为160℃，出风口温度为70℃进行喷雾干燥得到粉体，用磁棒搅拌粉体2h以除磁得到粒径为60nm、磁性铁的含量<100ppb的复合材料；
S3、将复合材料加入N,N-二甲基甲酰胺中，超声分散15min，不断搅拌，加入0.23g硝酸银，加热至60℃保温还原20min，离心，依次用水、乙醇、水洗涤沉淀，真空干燥得到银掺杂的硅和二碲化钨复合负极材料，其中，银元素的含量为4wt％。
取实施例1制备的银掺杂的硅和二碲化钨复合负极材料、纳米硅分别作为负极活性物质，按照相同方法制备扣式电池，并检测电池的性能。
扣式电池的制备方法为：活性物质、SP、LA133按重量比8:1:1进行合浆得到负极浆料，涂布制得负极片，并组装成CR2016扣式电池，电解液为1mol/L LiPF6的EC+DMC溶液。
其检测结果如图2所示，图2为银掺杂的硅和二碲化钨复合负极材料、纳米硅制备的扣式电池的常温循环曲线图，其中，实施例为银掺杂的硅和二碲化钨复合负极材料，对照例为纳米硅。
由图2可以看出：硅通过与二碲化钨材料复合并掺杂银，纳米硅材料的循环性能得到改善。
实施例2
一种银掺杂的硅和二碲化钨复合负极材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将4.53g四氯化碲粉末加入10mL 1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐中，向容器中充满氩气，加热至55℃，保温搅拌75min至溶液呈亮黄色，然后加入2.26g四氯化钨混匀得到前驱体溶液；
S2、将前驱体溶液涂覆于硅基底表面(硅基底尺寸为长2cm，宽2cm，厚0.25cm)，然后加盖玻璃盖板，调节功率为100-120W微波辐照30s，自然冷却至室温，然后用体积分数为70％的乙醇水溶液洗涤硅基底数次，再用丙酮洗涤硅基底，真空干燥得到表面生长有二碲化钨薄膜的硅基底；
将表面生长有二碲化钨薄膜的硅基底经鄂破和机械粉碎得到微米材料；然后将微米材料、乙醇、少量的分散剂(分散剂为醋酸改性的柠檬酸钠，其中，醋酸占柠檬酸钠重量的3-5wt％，醋酸的浓度为1mol/L，混合溶液的pH为2.4)一起加入球磨罐中，搅拌均匀，再与0.3mm锆珠一同球磨8h，球磨转速为700r/min，然后调节喷雾造粒机进风口温度为160℃，出风口温度为70℃进行喷雾干燥得到粉体，用磁棒搅拌粉体2h以除磁得到粒径为100nm、磁性铁的含量<100ppb的复合材料；
S3、将复合材料加入N,N-二甲基甲酰胺中，超声分散15min，不断搅拌，加入0.23g硝酸银，加热至55℃保温还原25min，离心，依次用水、乙醇、水洗涤沉淀，真空干燥得到银掺杂的硅和二碲化钨复合负极材料，其中，银元素的含量为3wt％。
实施例3
一种银掺杂的硅和二碲化钨复合负极材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将3.45g四氯化碲粉末加入10mL 1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐中，向容器中充满氩气，加热至65℃，保温搅拌45min至溶液呈亮黄色，然后加入2g四氯化钨混匀得到前驱体溶液；
S2、将前驱体溶液涂覆于硅基底表面(硅基底尺寸为长2cm，宽2cm，厚0.25cm)，然后加盖玻璃盖板，调节功率为100-120W微波辐照60s，自然冷却至室温，然后用体积分数为70％的乙醇水溶液洗涤硅基底数次，再用丙酮洗涤硅基底，真空干燥得到表面生长有二碲化钨薄膜的硅基底；
将表面生长有二碲化钨薄膜的硅基底经鄂破和机械粉碎得到微米材料；然后将微米材料、乙醇、少量的分散剂(分散剂为醋酸改性的柠檬酸钠，其中，醋酸占柠檬酸钠重量的3-5wt％，醋酸的浓度为1mol/L，混合溶液的pH为2.4)一起加入球磨罐中，搅拌均匀，再与0.3mm锆珠一同球磨8h，球磨转速为700r/min，然后调节喷雾造粒机进风口温度为160℃，出风口温度为70℃进行喷雾干燥得到粉体，用磁棒搅拌粉体2h以除磁得到粒径为50nm、磁性铁的含量<100ppb的复合材料；
S3、将复合材料加入N,N-二甲基甲酰胺中，超声分散15min，不断搅拌，加入0.23g硝酸银，加热至65℃保温还原15min，离心，依次用水、乙醇、水洗涤沉淀，真空干燥得到银掺杂的硅和二碲化钨复合负极材料，其中，银元素的含量为5wt％。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种银掺杂的硅和二碲化钨复合负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将四氯化碲与离子液体混匀，在惰性气体氛围中，加热至溶液呈亮黄色，然后加入四氯化钨混匀得到前驱体溶液；
S2、将前驱体溶液置于硅基底表面，微波辐照，粉碎，除磁得到复合材料；
S3、将复合材料均匀分散于有机溶剂中，加入硝酸银混匀，然后进行还原反应得到银掺杂的硅和二碲化钨复合负极材料；
其中，在S1中，离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐。
2.根据权利要求1所述银掺杂的硅和二碲化钨复合负极材料的制备方法，其特征在于，在S1中，加热温度为55-65℃，时间为45-75min。
3.根据权利要求1或2所述银掺杂的硅和二碲化钨复合负极材料的制备方法，其特征在于，在S1中，四氯化碲与离子液体的摩尔体积mol/L比为1.28-1.68:1；在S1中，四氯化钨与四氯化碲的摩尔比为1:2.0-2.4；在S1中，惰性气体为氩气。
4.根据权利要求1或2所述银掺杂的硅和二碲化钨复合负极材料的制备方法，其特征在于，在S2中，微波辐照的功率为100-120W，时间为30-60s。
5.根据权利要求1或2所述银掺杂的硅和二碲化钨复合负极材料的制备方法，其特征在于，在S2中，复合材料的粒径为50-100nm；在S2中，复合材料中，磁性铁的含量<100ppb。
6.根据权利要求1或2所述银掺杂的硅和二碲化钨复合负极材料的制备方法，其特征在于，在S2中，微波辐照后，洗涤，干燥，粉碎，除磁得到复合材料；用乙醇水溶液、丙酮洗涤。
7.根据权利要求1或2所述银掺杂的硅和二碲化钨复合负极材料的制备方法，其特征在于，在S3中，银掺杂的硅和二碲化钨复合负极材料中，银元素的含量为3-5wt％；在S3中，还原反应的温度为55-65℃，时间为15-25min。
8.根据权利要求1或2所述银掺杂的硅和二碲化钨复合负极材料的制备方法，其特征在于，在S3中，有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺；在S3中，进行还原反应后，离心，洗涤沉淀，干燥得到银掺杂的硅和二碲化钨复合负极材料。
9.一种银掺杂的硅和二碲化钨复合负极材料，其特征在于，按照权利要求1-8任一项所述银掺杂的硅和二碲化钨复合负极材料的制备方法制得。
10.一种如权利要求9所述银掺杂的硅和二碲化钨复合负极材料在锂离子电池中的应用。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103151504A (zh) * | 2013-04-08 | 2013-06-12 | 廖小玉 | 一种银掺杂碳-硅复合负极材料的制备方法 |
| CN103910340A (zh) * | 2014-03-13 | 2014-07-09 | 杭州师范大学 | 一种金属硫族化合物纳米筛材料的制备方法 |
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| CN109650348A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-04-19 | 深圳先进技术研究院 | 过渡金属硫属化物纳米片层材料及其制备方法、电池负极材料、二次电池及其应用 |
| KR20190054705A (ko) * | 2017-11-14 | 2019-05-22 | 울산과학기술원 | 전이금속 칼코젠 화합물의 제조 방법 |
| CN110998933A (zh) * | 2017-06-05 | 2020-04-10 | 新加坡科技研究局 | 核-壳复合物 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110104551A1 (en) * | 2009-11-05 | 2011-05-05 | Uchicago Argonne, Llc | Nanotube composite anode materials suitable for lithium ion battery applications |
| US10637043B2 (en) * | 2017-11-30 | 2020-04-28 | Global Graphene Group, Inc. | Anode particulates or cathode particulates and alkali metal batteries containing same |
| CN109205578B (zh) * | 2018-08-09 | 2021-07-13 | 上海交通大学 | 一种微波辅助液相剥离层状材料制备二维纳米片的方法 |
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103151504A (zh) * | 2013-04-08 | 2013-06-12 | 廖小玉 | 一种银掺杂碳-硅复合负极材料的制备方法 |
| CN103910340A (zh) * | 2014-03-13 | 2014-07-09 | 杭州师范大学 | 一种金属硫族化合物纳米筛材料的制备方法 |
| CN106816602A (zh) * | 2017-03-28 | 2017-06-09 | 中南大学 | 一种二硒（硫）化钼（钨）/碳复合材料及其制备方法和应用 |
| CN110998933A (zh) * | 2017-06-05 | 2020-04-10 | 新加坡科技研究局 | 核-壳复合物 |
| KR20190054705A (ko) * | 2017-11-14 | 2019-05-22 | 울산과학기술원 | 전이금속 칼코젠 화합물의 제조 방법 |
| CN108321387A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-07-24 | 深圳先进技术研究院 | 碲基材料用作负极活性材料在钠基双离子电池中的应用、钠碲双离子电池及其制备方法 |
| CN109650348A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-04-19 | 深圳先进技术研究院 | 过渡金属硫属化物纳米片层材料及其制备方法、电池负极材料、二次电池及其应用 |
Non-Patent Citations (1)
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| "Synthesis of Atomically Thin Transition Metal Ditelluride Films by Rapid Chemical Transformation in Solution Phase";Anupam Giri等;《Chemistry of Materials》;20180316;第30卷;第2463-2473页 * |
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