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锂离子电池负极材料硫化钼的制备及电化学性能研究

2021-01-12曾俊谚赵彬杉

环保科技 2020年6期

郭 静 曾俊谚 赵彬杉 高 越 孙 艳*

(1.西南交通大学 材料科学与工程学院,成都 610031;2.武汉理工大学 材料科学与工程学院,武汉 430070;3. 成都大学 机械工程学院,成都 610106)

自1900年起索尼公司实现了锂离子电池的商品化[1],锂离子电池才渐渐进入广大人民的视野[2-4]。

相比于传统储能技术,锂离子电池具有环境相容性更好、没有记忆效应、电压和能量密度更高、循环稳定性好[5-6]等优势。然而,传统的锂离子电池负极材料理论容量非常低,例如商业化的石墨作为负极材料,理论容量只有372 mAh/g,这一缺点使得锂离子电池发展空间非常有限[7]。具有典型的类石墨烯二维层状结构的二硫化钼(MoS2)表现出许多特殊性质,例如光电特性、磁性及磨擦性能等[8-11],被广泛应用在电化学双电层电容器、催化剂、储氢和超低磨擦材料领域[12-13]。二硫化钼(MoS2)由于其独特的层状结构,在众多材料中脱颖而出[14]。这种结构使得锂离子可以在活性物中快速扩散而体积变化较小,从而使理论比容量较高(高于670 mAh/g)并且引起的体积膨胀不大[15-17]。综上所述,对于过渡金属硫族化合物负极材料的研究并且研发其配合全固态锂电池,并制备出安全与高能量密度的锂二次电池已经成为储能技术领域的热点和方向[18]。

1 实验部分

1.1 二硫化钼的制备

称取3 mmol的钼酸钠,再分别称取9 mmol、15 mmol、21 mmol的硫脲,使钼硫比分别为1/3、1/5、1/7。将上述原料分别加入60 mL去离子水中,搅拌溶解。分别滴加0.5 mL浓盐酸于溶液中将pH调为2,转入70 mL聚四氟乙烯为内衬的高压反应釜中, 220 ℃保温24 h。再用酒精与去离子水交替离心洗涤至pH为中性,60 ℃干燥6 h。……

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