一种垂直取向多层碳基MoS2气凝胶复合材料及其制备方法与应用技术

一种垂直取向多层碳基MoS2气凝胶复合材料及其制备方法与应用，涉及锂硫电池电极技术，其制备方法为：制备链状聚酰胺酸；将链状聚酰胺酸与氧化石墨烯混合均匀制成溶液，将所得溶液冷冻，冻干，再所得样品进行碳化，得垂直取向排列的多层碳基质；将钼酸铵与硫脲溶于超纯水，并向其中加入碳基质；将混合溶液置于水热釜中反应，所得样品再在保护气氛中加热，得具有垂直取向的碳基MoS2气凝胶复合材料。本发明专利技术的碳基MoS2纳米片气凝胶具有三维多层结构，其做为锂硫电池正极材料能够为锂电子的快速穿梭提供通道，极大的降低了电荷传递电阻；作为锂硫电池正极材料具有优异的电化学性能，MoS2的担载量高，用于锂硫电池时循环性能高、能量密度高，电阻小。

A vertically aligned multilayered carbon based MoS2 aerogel composite and its preparation and Application

A vertically orientated multilayer carbon based MoS2 aerogel composite material, and its preparation method and application, relates to the lithium sulfur battery electrode technology. The preparation method is as follows: preparing chain polyamic acid; mixing chain chain polyamic acid and graphene oxide uniformly to prepare the solution, freezing the solution, freeze-drying, and then carbonizing the sample to obtain a vertically aligned multi-layered carbon substrate; and ammonium molybdate. It was dissolved in ultrapure water with thiourea, and carbon matrix was added to it. The mixed solution was reacted in a water autoclave, and the samples were heated in a protective atmosphere to obtain carbon based MoS2 aerogel composites with vertical orientation. The carbon based MoS2 nanoscale aerogel has a three-dimensional multi-layer structure. It can be used as a cathode material for lithium sulfur battery to provide a channel for fast shuttle lithium ion, which greatly reduces the charge transfer resistance. As the cathode material of lithium sulfur battery, it has excellent electrochemical performance, and the load of MoS2 is high. When used in lithium sulfur battery, it has high cycle performance, high energy density and low resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种垂直取向多层碳基MoS2气凝胶复合材料及其制备方法与应用
本专利技术涉及锂离子电池电极
，具体涉及一种垂直取向多层碳基MoS2气凝胶复合材料及其制备方法与应用。
技术介绍
近年来，随着对清洁、可持续储能系统要求的不断提高，锂离子电池(LIB)作为高容量储能体系受到人们的持续关注。传统的锂离子电池是以LiCoO2和石墨作为电池的正极，其理论比容量为372mAh/g，但是其密度较低(2mg/cm3)，导致其体积和面积容量受限。传统的电池材料已无法满足便携式电子设备和电动交通工具的需求。因此，人们将具有纳米或微米尺度的金属氧化物和硫化物作为负极材料以提高锂离子电池的储能效率，其中MoS2因其典型的层状结构成为最具开发前景的电池材料。MoS2与锂离子之间所发生的化学反应为MoS2+4Li++4e-→2Li2S+Mo，因此，Li+可以进入MoS2层状结构中。但是活性MoS2充放电过程中的导电率较低，体积变化较大，这些缺点导致MoS2作为电极材料的循环稳定性较差，并成为MoS2作为电极材料的瓶颈。目前，人们将MoS2负载到碳基材料上可以获得高比容量的电极材料，比如：将MoS2纳米片通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种垂直取向多层碳基MoS2气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：S1：将4,4'‑二氨基二苯醚加入N,N‑二甲基乙酰胺中，搅拌均匀，在0℃温度下将苯四甲酸二酐加入到混合溶液中，进行反应；将三乙胺逐滴加入反应液中，继续搅拌，之后过滤，去离子水洗涤，再将所得产物冻干，得到链状聚酰胺酸；S2：将链状聚酰胺酸与氧化石墨烯混合均匀制成溶液，将所得溶液冷冻，冻干，再所得样品进行碳化，得垂直取向排列的多层碳基质；S3：将钼酸铵与硫脲溶于超纯水，并向其中加入碳基质；将混合溶液置于水热釜中反应，所得样品再在保护气氛中加热，得具有垂直取向的碳基MoS2气凝胶复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种垂直取向多层碳基MoS2气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：S1：将4,4'-二氨基二苯醚加入N,N-二甲基乙酰胺中，搅拌均匀，在0℃温度下将苯四甲酸二酐加入到混合溶液中，进行反应；将三乙胺逐滴加入反应液中，继续搅拌，之后过滤，去离子水洗涤，再将所得产物冻干，得到链状聚酰胺酸；S2：将链状聚酰胺酸与氧化石墨烯混合均匀制成溶液，将所得溶液冷冻，冻干，再所得样品进行碳化，得垂直取向排列的多层碳基质；S3：将钼酸铵与硫脲溶于超纯水，并向其中加入碳基质；将混合溶液置于水热釜中反应，所得样品再在保护气氛中加热，得具有垂直取向的碳基MoS2气凝胶复合材料。2.根据权利要求1所述的一种垂直取向多层碳基MoS2气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：将4,4'-二氨基二苯醚加入N,N-二甲基乙酰胺中，搅拌均匀。在0℃温度下将苯四甲酸二酐加入到混合溶液中，反应5小时，再将三乙胺逐滴加入反应液中继续搅拌8小时，过滤，并用去离子水充分洗涤，之后将所得产物冻干，得链状聚酰胺酸。3.根据权利要求1所述的一种垂直取向多层碳基MoS2气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2具...

【专利技术属性】
技术研发人员：周大伟，刘明凯，闫岩，张朋，于洋，
申请(专利权)人：江苏师范大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32