本發(fā)明涉及鋰離子電容器，具體為一種sns2@c@mos2復(fù)合材料負(fù)極結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑方法.

背景技術(shù)：

1、隨著化石能源的枯竭和環(huán)境的不斷惡化，可再生的清潔能源的儲(chǔ)存和使用至關(guān)重要。儲(chǔ)能器件的研究也因此受到諸多研究人員的關(guān)注，傳統(tǒng)的儲(chǔ)能裝置，高能量密度的鋰離子電池（libs）和高功率密度的超級(jí)電容器（scs），在生活中已廣泛應(yīng)用。近年來(lái)，一類(lèi)新型儲(chǔ)能器件—鋰離子電容器（lics）被開(kāi)發(fā)和研究，期望達(dá)到結(jié)合兩者優(yōu)勢(shì)的目的，即同時(shí)具有高功率密度和高能量密度。

2、鋰離子電容器通常由電池型的負(fù)極和電容型的正極組成，意味著正負(fù)極之間存在巨大的動(dòng)力學(xué)差異，而電容型正極主要為具有快速離子吸附/脫附能力的碳質(zhì)材料，因此，研發(fā)具有快速電化學(xué)動(dòng)力學(xué)的高容量負(fù)極材料對(duì)提高lics的應(yīng)用性能尤為重要。

3、二維材料得益于較大的比表面積和較寬的層間距，具有快速的離子傳輸通道和豐富的鋰離子活性位點(diǎn)。金屬硫化物sns2是一類(lèi)典型的二維材料，材料內(nèi)部為有利于鋰離子的嵌入和脫出的層狀結(jié)構(gòu)，但其存在嵌鋰/脫鋰期間體積應(yīng)變較大以及導(dǎo)電性較差的缺陷。通常需要與其他導(dǎo)電材料復(fù)合，并優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使sns2達(dá)到最佳的電化學(xué)性能。mos2同樣具有層狀結(jié)構(gòu)，層間較弱的范德華力有利于鋰離子的插層和脫層，是一種出色的儲(chǔ)鋰材料。然而，mos2自身導(dǎo)電性較差、易團(tuán)聚，并且在放電/充電循環(huán)中產(chǎn)生較大的體積應(yīng)變，這些問(wèn)題導(dǎo)致了mos2的實(shí)際電化學(xué)性能不佳。通過(guò)與高導(dǎo)電性材料復(fù)合可以有效增強(qiáng)導(dǎo)電性，并且優(yōu)化mos2的結(jié)構(gòu)及分布，進(jìn)而改善團(tuán)聚現(xiàn)象并緩解體積變化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種sns2@c@mos2復(fù)合材料負(fù)極結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑方法?？朔藄ns2基負(fù)極材料體積膨脹變化嚴(yán)重和導(dǎo)電性較差的問(wèn)題，體現(xiàn)出優(yōu)異的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和電化學(xué)性能。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：sns2@c@mos2復(fù)合材料負(fù)極結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑方法，所述sns2@c@mos2復(fù)合材料負(fù)極制備方法如下所示：

3、s1、將一定量的鋅源和檸檬酸鈉配置成溶液a，再將一定量的錫源分散在乙醇中得到溶液b，隨后將溶液b加入溶液a中并持續(xù)攪拌得到均勻分散液；

4、s2、將均勻分散液中加入氫氧化鈉溶液，持續(xù)攪拌得到白色渾濁沉淀，多次洗滌之后通過(guò)真空冷凍干燥獲得znsn(oh)6中空微立方體；

5、s3、取一定量的znsn(oh)6中空微立方體分散在tris緩沖液中，隨后加入一定量的鹽酸多巴胺。反應(yīng)結(jié)束后，多次洗滌進(jìn)行真空冷凍干燥獲得znsn(oh)6@pda粉末；

6、s4、將一定量的znsn(oh)6@pda粉末和乙二胺四乙酸(edta)配置成均勻分散液。隨后向溶液中加入一定量硫源，繼續(xù)攪拌得到均勻分散液；

7、s5、將分散液轉(zhuǎn)移至水熱釜中，進(jìn)行簡(jiǎn)單水熱反應(yīng)。水熱反應(yīng)后，多次洗滌進(jìn)行真空冷凍干燥獲得粉末樣品，即制得sns2@pda立方體；

8、s6、對(duì)制得的sns2@pda立方體進(jìn)行退火處理，即可制得sns2@c復(fù)合材料；

9、s7、取一定量的sns2@c復(fù)合材料加入乙二醇與水的混合溶液中，通過(guò)超聲使得sns2@c復(fù)合材料在溶液中中進(jìn)一步均勻地分散；

10、s8、超聲處理結(jié)束后，向分散液中加入一定量的鉬源、硫源和十六烷基三甲基溴化銨（ctab）攪拌成混合溶液，隨后進(jìn)行水熱反應(yīng)；

11、s9、水熱反應(yīng)完畢后，多次洗滌之后通過(guò)真空冷凍干燥即可制得sns2@c@mos2復(fù)合材料；

12、s10、將sns2@c@mos2復(fù)合材料、導(dǎo)電炭黑super?p和聚偏氟乙烯（pvdf）按照質(zhì)量比8:1:1的比例混合均勻制備成粘度適當(dāng)?shù)臐{料，干燥后用沖片機(jī)切割成圓片（直徑為12mm），制得sns2@c@mos2復(fù)合材料負(fù)極。

13、具體的，步驟s1所述的鋅源為六水合硝酸鋅（zn(no3)2·6h2o）、氯化鋅（zncl2）、醋酸鋅（zn(ch3coo)2）中的一種。

14、具體的，步驟s1所述的錫源為醋酸錫（sn(ch3coo)2）、五水合氯化錫（sncl2·5h2o）、硝酸錫（sn(no3)4）中的一種。

15、具體的，步驟s4所述的硫源為硫脲（ch4n2s）、硫代硫酸鈉（na2s2o3）、硫化鈉（na2s）、硫代乙酰胺（c2h5ns）、硫化銨（(nh4)2s）、硫化鉀（k2s）中的一種。

16、具體的，步驟s5所述的水熱反應(yīng)溫度為180-200?℃，保溫時(shí)間為2-5小時(shí)。

17、具體的，步驟s6所述的退火氣氛為氮?dú)鈿夥铡⑼嘶饻囟葹?00-600?℃、保溫時(shí)間為2-5小時(shí)。

18、具體的，步驟s7所述的鉬源為二水合鉬酸鈉（na2moo4·2h2o）、鉬酸銨(nh4)2moo4、鉬酸鉀（k2moo4）、三氧化鉬（moo3）中的一種。

19、具體的，步驟s7所述的硫源為硫脲（ch4n2s）、硫代硫酸鈉（na2s2o3）、硫化鈉（na2s）、硫代乙酰胺（c2h5ns）、硫化銨（(nh4)2s）、硫化鉀（k2s）中的一種。

20、具體的，步驟s8所述的水熱反應(yīng)溫度為180-200?℃，保溫時(shí)間為12-24小時(shí)。

21、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下突出的特點(diǎn)及有益效果：mos2納米片的均勻生長(zhǎng)和中空結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑顯著提高了復(fù)合材料的比表面積，增加了電化學(xué)反應(yīng)活性位點(diǎn)，從而提升了材料的比容量和儲(chǔ)能效率。碳層作為中間層，不僅顯著提升了基體的導(dǎo)電性，加速了電子傳輸和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)過(guò)程，還充當(dāng)了sns2與mos2之間的連接橋梁，增強(qiáng)了材料間的協(xié)同效應(yīng)。同時(shí)，碳層有效抑制了內(nèi)部sns2在充放電過(guò)程中的體積膨脹，維持了材料的結(jié)構(gòu)完整性，從而顯著提高了復(fù)合材料的穩(wěn)定性。中空sns2@c@mos2多級(jí)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料有利于電解液與活性材料的充分接觸，使得sns2@c@mos2復(fù)合材料展現(xiàn)出優(yōu)異的倍率性能、循環(huán)性能和贗電容儲(chǔ)能特性。

技術(shù)特征：

1.一種基于鋰離子電容器的sns2基負(fù)極構(gòu)筑方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1步驟s1所述的鋅源為六水合硝酸鋅（zn(no3)2·6h2o）、氯化鋅（zncl2）、醋酸鋅（zn(ch3coo)2）中的一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1步驟s1所述的錫源為醋酸錫（sn(ch3coo)2）、五水合氯化錫（sncl2·5h2o）、硝酸錫（sn(no3)4）中的一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1步驟s4所述的硫源為硫脲（ch4n2s）、硫代硫酸鈉（na2s2o3）、硫化鈉（na2s）、硫代乙酰胺（c2h5ns）、硫化銨（(nh4)2s）、硫化鉀（k2s）中的一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1步驟s5所述的水熱反應(yīng)溫度為180-200?℃，保溫時(shí)間為2-5小時(shí)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1步驟s6所述的退火氣氛為氮?dú)鈿夥?、退火溫度?00-600?℃、保溫時(shí)間為2-5小時(shí)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1步驟s8所述的鉬源為二水合鉬酸鈉（na2moo4·2h2o）、鉬酸銨(nh4)2moo4、鉬酸鉀（k2moo4）、三氧化鉬（moo3）中的一種。

8.根據(jù)權(quán)利要求1步驟s8所述的硫源為硫脲（ch4n2s）、硫代硫酸鈉（na2s2o3）、硫化鈉（na2s）、硫代乙酰胺（c2h5ns）、硫化銨（(nh4)2s）、硫化鉀（k2s）中的一種。

9.根據(jù)權(quán)利要求1步驟s8所述的水熱反應(yīng)溫度為180-200?℃，保溫時(shí)間為12-24小時(shí)。

10.一種鋰離子電容器，其特征在于，包括根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的制備方法得到的sns2@c@mos2復(fù)合材料負(fù)極。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及鋰離子電容器技術(shù)領(lǐng)域，且公開(kāi)了一種SnS<subgt;2</subgt;@C@MoS<subgt;2</subgt;復(fù)合材料負(fù)極結(jié)構(gòu)。SnS<subgt;2</subgt;和MoS<subgt;2</subgt;是兩個(gè)典型的二維材料，材料內(nèi)部為有利于鋰離子的嵌入和脫出的層狀結(jié)構(gòu)，具有快速的離子傳輸通道和豐富的鋰離子活性位點(diǎn)。鹽酸多巴胺作為碳源，既有效限制了內(nèi)部SnS<subgt;2</subgt;的體積膨脹，維持結(jié)構(gòu)完整性，又作為高導(dǎo)電材料加快基體電子傳輸，還為MoS<subgt;2</subgt;納米片的生長(zhǎng)提供了良好的基底。SnS<subgt;2</subgt;/MoS<subgt;2</subgt;經(jīng)過(guò)物質(zhì)的量比例上的優(yōu)化后，不僅保留了SnS<subgt;2</subgt;的中空結(jié)構(gòu)，而且MoS<subgt;2</subgt;納米片在立方體表面均勻生長(zhǎng)，在進(jìn)電解液滲透的同時(shí)也有效提高了材料比表面積，增加了電化學(xué)反應(yīng)活性位點(diǎn)，展現(xiàn)了優(yōu)異的電化學(xué)性能。

技術(shù)研發(fā)人員：程起林,韓明軒,劉天驕,黃英,何穎
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華東理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8