CN113258046B - 一种锂/钠离子电池负极材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂/钠离子电池负极材料及其制备方法，该负极材料由以下重量份的原料制备所得：CMK‑8 20～30份、NiSe2八面体微晶3～7份、类石墨烯二硫化钼10～20份、碳纳米管3～6份、半胱氨酸5～10份。本发明以CMK‑8为模板，在其表面附着由类石墨烯二硫化钼、NiSe2八面体微晶、碳纳米管构成的立体结构，内载丰富的通道，易于锂/钠离子在通道中迁移穿梭，嵌入与脱出，大大提高锂/钠离子的充放电比容量，同时其内部大量的空间可以有效的避免负极材料的体积膨胀，并可以对锂/钠离子的快速嵌入和脱出起到缓冲调节作用，延长负极材料的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及电池材料制备领域，具体涉及一种锂/钠离子电池负极材料及其制备方法。
背景技术
人类对全球能源供应的持续关注在一定程度上刺激了具有可循环充放电、高容量、长循环寿命及低成本等优点的能源储备技术的发展。锂/钠离子电池因其具有能量密度高、自放电流小、安全性高、可大电流充放电、循环次数多、寿命长等优点，已广泛应用于手机、笔记本电脑、数码相机、电动汽车、航空航天、军事装备等多个领域。
负极材料是锂/钠离子电池的重要组成部分，其性能严重制约着锂/钠离子电池的性能。目前，现有的锂/钠离子负极材料普遍存在导电性较差，在锂/钠离子脱嵌过程中缓冲材料体积急剧变化而无法保证其结构和电化学稳定性的缺陷。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种锂/钠离子电池负极材料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
锂/钠离子电池负极材料，该负极材料由CMK-8、NiSe2八面体微晶、类石墨烯二硫化钼、碳纳米管、半胱氨酸制备所得。
进一步地，该负极材料由以下重量份的原料制备所得：
CMK-8 20～30份、NiSe2八面体微晶3～7份、类石墨烯二硫化钼10～20份、碳纳米管3～6份、半胱氨酸5～10份。
优选地，该负极材料由以下重量份的原料制备所得：
CMK-8 20份、NiSe2八面体微晶3份、类石墨烯二硫化钼10份、碳纳米管3份、半胱氨酸5份。
优选地，该负极材料由以下重量份的原料制备所得：
CMK-8 30份、NiSe2八面体微晶7份、类石墨烯二硫化钼20份、碳纳米管6份、半胱氨酸10份。
优选地，该负极材料由以下重量份的原料制备所得：
CMK-8 25份、NiSe2八面体微晶5份、类石墨烯二硫化钼15份、碳纳米管4.5份、半胱氨酸7.5份。
本发明还提供了一种锂/钠离子电池负极材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、按上述的配方称取各组分；
S2、将称取的CMK-8超声分散于水中，形成CMK-8悬浊液；
S3、搅拌状态下，向CMK-8悬浊液中加入类石墨烯二硫化钼，待吸附完全后，加入NiSe2八面体微晶和半胱氨酸，反应完全后，加入碳纳米管，60～100W超声处理2～5h，烘干，在氮气气氛下，800～900℃煅烧3～4h，充分研磨，干燥，即得。
本发明具有以下有益效果：
以CMK-8为模板，在其表面附着由类石墨烯二硫化钼、NiSe2八面体微晶、碳纳米管构成的立体结构，内载丰富的通道，易于锂/钠离子在通道中迁移穿梭，嵌入与脱出，大大提高锂/钠离子的充放电比容量，同时其内部大量的空间可以有效的避免负极材料的体积膨胀，并可以对锂/钠离子的快速嵌入和脱出起到缓冲调节作用，延长负极材料的使用寿命。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
锂/钠离子电池负极材料，通过以下方法制备所得：
S1、按重量份称取：CMK-8 20份、NiSe2八面体微晶3份、类石墨烯二硫化钼10份、碳纳米管3份、半胱氨酸5份；
S2、将称取的CMK-8超声分散于水中，形成CMK-8悬浊液；
S3、搅拌状态下，向CMK-8悬浊液中加入类石墨烯二硫化钼，待吸附完全后，加入NiSe2八面体微晶和半胱氨酸，反应完全后，加入碳纳米管，60～100W超声处理2～5h，烘干，在氮气气氛下，800～900℃煅烧3～4h，充分研磨，干燥，即得。
实施例2
锂/钠离子电池负极材料，通过以下方法制备所得：
S1、按重量份称取：CMK-8 30份、NiSe2八面体微晶7份、类石墨烯二硫化钼20份、碳纳米管6份、半胱氨酸10份；
S2、将称取的CMK-8超声分散于水中，形成CMK-8悬浊液；
S3、搅拌状态下，向CMK-8悬浊液中加入类石墨烯二硫化钼，待吸附完全后，加入NiSe2八面体微晶和半胱氨酸，反应完全后，加入碳纳米管，60～100W超声处理2～5h，烘干，在氮气气氛下，800～900℃煅烧3～4h，充分研磨，干燥，即得。
实施例3
锂/钠离子电池负极材料，通过以下方法制备所得：
S1、按重量份称取：CMK-8 25份、NiSe2八面体微晶5份、类石墨烯二硫化钼15份、碳纳米管4.5份、半胱氨酸7.5份；
S2、将称取的CMK-8超声分散于水中，形成CMK-8悬浊液；
S3、搅拌状态下，向CMK-8悬浊液中加入类石墨烯二硫化钼，待吸附完全后，加入NiSe2八面体微晶和半胱氨酸，反应完全后，加入碳纳米管，60～100W超声处理2～5h，烘干，在氮气气氛下，800～900℃煅烧3～4h，充分研磨，干燥，即得。
将实施例1制备得到的负极材料: 乙炔黑:海藻酸钠按质量比7:1:1的比例在混合后，充分研磨，以水为溶剂，调成浆料，均匀涂覆至铜箔上，转移至真空烘箱中80℃烘干12h，用冲片机制备直径为15mm的电极片，获得电池负极，在充满氩气气氛的手套箱内组装电池，以锂片作为正极，以Cellgard2300多孔膜作为隔膜，以1mol/L的LiPF6+DMC（体积比1:1）混合溶液作为 电解质，组装扣式电池。
在25℃下，以0.1A/g的倍率在0.1-3V间进行充放电循环时，其首次充放电比容量为593.1mAh/g、591.7 mAh/g、592.3 mAh/g；充放电循环500次的放电容量0.5C为573.7mAh/g、567.8 mAh/g、568.7 mAh/g该结果表明本发明的电极材料具有较高的容量和优异的循环稳定性，是高能量密度长寿命锂离子电池的潜在应用电极。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.锂/钠离子电池负极材料，其特征在于，该负极材料由CMK-8 20～30份、NiSe2八面体微晶3～7份、类石墨烯二硫化钼10～20份、碳纳米管3～6份、半胱氨酸5～10份制备所得；
上述锂/钠离子电池负极材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、按上述配方称取各组分；
S2、将称取的CMK-8超声分散于水中，形成CMK-8悬浊液；
S3、搅拌状态下，向CMK-8悬浊液中加入类石墨烯二硫化钼，待吸附完全后，加入NiSe2八面体微晶和半胱氨酸，反应完全后，加入碳纳米管，60～100W超声处理2～5h，烘干，在氮气气氛下，800～900℃煅烧3～4h，充分研磨，干燥，即得。
2.如权利要求1所述的锂/钠离子电池负极材料，其特征在于，该负极材料由以下重量份的原料制备所得：
CMK-8 20份、NiSe2八面体微晶3份、类石墨烯二硫化钼10份、碳纳米管3份、半胱氨酸5份。
3.如权利要求1所述的锂/钠离子电池负极材料，其特征在于，该负极材料由以下重量份的原料制备所得：
CMK-8 30份、NiSe2八面体微晶7份、类石墨烯二硫化钼20份、碳纳米管6份、半胱氨酸10份。
4.如权利要求1所述的锂/钠离子电池负极材料，其特征在于，该负极材料由以下重量份的原料制备所得：
CMK-8 25份、NiSe2八面体微晶5份、类石墨烯二硫化钼15份、碳纳米管4.5份、半胱氨酸7.5份。
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