【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及储能材料，具体为一种金属硫化物复合储能材料及其制备方法。
技术介绍
1、目前一些金属硫化物作为负极材料受到大量研究者的关注，金属硫化物具有巨大的天然储备量，简单的合成方法以及其多种可能的组成形式，多个价态，晶体结构和形貌，因而具有优异的电化学性能；金属硫化物具有优秀的氧化还原性，从而拥有比石墨负极材料有用更高的比容量。但也因为优秀的氧化还原反应导致其作为负极材料时电池的循环稳定性差、倍率低等问题。
2、金属硫化物(mss)具有较高的理论容量，被认为是钠离子电池(sib)的潜在负极材料之一；然而，由于mss的低电导率和严重的体积膨胀问题，阻碍了它在sib中的商用进展；近年来，由于异质结构可以形成内部电场、提高电荷转移能力、相互作用缓解体积膨胀、提高循环稳定性等优点，合成双金属硫化物异质结构已成为mss的研究热点之一；但是，在转化或合金过程中，异质界面不可避免地发生坍塌，导致异质结构的不可逆变化，电子/离子的高速传输途径被破坏。
3、公开号为cn115692647a的一种碳包覆剥离的金属硫化物复合石墨纳米片电池负极材料及其制备方法，该方法主要以鳞片石墨与层状金属硫化物为原料，树脂为研磨剥离介质和催化碳源，硝酸盐为催化剂，通过三辊研磨机进行原位剥离得到层间距增大的纳米级层状鳞片石墨、金属硫化物与树脂混合物，用无水乙醇对混合物进行清洗，通过控制清洗次数来控制树脂的含量，经超声、离心、混合硝酸盐后再冷冻干燥得到粉末状混合物，再进行热处理形成碳纳米管无定形碳包覆的纳米金属硫化物复合石墨纳米片；制备得到的
4、上述金属硫化物复合石墨纳米片电池负极材料及其制备方法制备得到的电池负极材料导电性较差，且在循环过程中存在显著的体积波动，会引发金属硫化物电极结构粉化、脱落,进而导致低倍率容量和较短的循环寿命，为此，现提供一种新型的金属硫化物复合储能材料及其制备方法，以解决上述问题。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种金属硫化物复合储能材料及其制备方法，硫化物在离子液体的作用下有效的铆钉在石墨烯片层上，有效改善了材料的结构稳定性，有利于材料循环性能的提高；能够解决部分方法制备得到的储能材料结构稳定性较差的问题。
3、(二)技术方案
4、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种金属硫化物复合储能材料的制备方法，包括以下步骤：
5、s1、基材制备
6、①以离子液体为碳源,通过简单的一步固相煅烧工艺制备了ni_3s_2/c复合材料；②再以使用葡萄糖替换离子液体作为碳源,采用与ni_3s_2/c相同的工艺制备了ni_3s_2@cnt复合材料，该材料由相互连接的多孔碳网络组成了独特的三维树枝状纳米结构,增加了电极与电解质的接触界面,有利于充/放电过程中电子的传输和na～+的扩散；
7、s2、颗粒酸洗
8、①采用水热法-碳化工艺对ni_3s_2@cnt复合材料进行处理，制备得到n掺杂碳包覆片状ws_2/ni_3s_2复合材料(ws_2/ni_3s_2@nc)；②再采用两步热分解工艺制备了n掺杂碳层包覆co_9s_8颗粒(co_9s_8@nc-1.0)，用作钠离子电池负极材料时,这种特殊的双金属硫化物异质结构更加有利于na～+存储，利用酸性离子液体对制备得到的n掺杂碳层包覆co_9s_8颗粒(co_9s_8@nc-1.0)进行酸洗改性；
9、s3、薄膜制备
10、①将单层石墨烯与多层氧化石墨烯材料借助超声波混合机混合，超声混合后得到石墨烯混合物，再将该石墨烯混合物制备成膏状物；
11、s4、溶液制备
12、①将聚醚酰亚胺加入去离子水中充分溶解，然后加入过渡金属硫化物颗粒；再将其送入超声波混合机内并搅拌至过渡金属硫化物粉末分散在去离子水中,得到聚醚酰亚胺和过渡金属硫化物的溶液；
13、s5、二次改性
14、①将聚醚酰亚胺和过渡金属硫化物的溶液与酸洗后的n掺杂碳层包覆co_9s_8颗粒(co_9s_8@nc-1.0)混合，利用离子液体与石墨烯间的相互作用防止了石墨烯的层间堆叠，同时降低了体系的表面能，防止了石墨烯片层的团聚，另外，酸性环境有效诱导了硫化物在石墨烯表面的均匀生长，硫化物在离子液体的作用下有效的铆钉在石墨烯片层上，有效改善了材料的结构稳定性；②对混合后的聚醚酰亚胺和过渡金属硫化物溶液与n掺杂碳层包覆co_9s_8颗粒(co_9s_8@nc-1.0)混合物送入气压为1.2-1.4mpa、温度为1100-1200℃的环境中进行热处理，热处理后得到该金属硫化物复合储能材料基材；
15、s6、覆膜成型
16、①利用将流延机制备得到的石墨烯混合膏状物和热处理后得到的金属硫化物复合储能材料基材一并送入流延机内，利用流延机于金属硫化物复合储能材料基材表面流延以石墨烯混合膏状物为材料的薄膜，薄膜厚度控制为0.017mm-0.08mm，再经冲切、层合、烧结等处理后，即得该金属硫化物复合储能材料。
17、优选的，所述s4步骤中采用的过渡金属硫化物颗粒为fe、co、ni、cu、mo和w中的任意一种或多种；所述s4步骤中，每升去离子水中加入5-8g的聚醚酰亚胺、1-4g的过渡金属硫化物颗粒。
18、优选的，所述s2步骤中，对n掺杂碳层包覆co_9s_8颗粒(co_9s_8@nc-1.0)进行酸洗的酸性离子液体为兼具lewis酸和br nsted酸的酸性离子液体；所述s2步骤中，对n掺杂碳层包覆co_9s_8颗粒(co_9s_8@nc-1.0)进行酸洗的酸性离子液体温度控制为36-48℃。
19、优选的，所述s3步骤中，对单层石墨烯与多层氧化石墨烯材料进行超声混合的时间控制为10-20min；所述s3步骤中，超声混合后得到石墨烯混合膏状物的浓度为20-40％。
20、优选的，所述s5步骤中，将聚醚酰亚胺和过渡金属硫化物的溶液与酸洗后的n掺杂碳层包覆co_9s_8颗粒(co_9s_8@nc-1.0)混合混合的同时对其进行水浴加热，水浴加热温度控制为56-72℃。
21、一种金属硫化物复合储能材料，由上述金属硫化物复合储能材料的制备方法制备而成。
22、(三)有益效果
23、与现有技术相比，本专利技术提供了一种金属硫化物复合储能材料及其制备方法，具备以下有益效果：
24、1、该金属硫化物复合储能材料及其制备方法，采用了ni_3s_2/c复合材料，该材料由相互连接的多孔碳网络组成了独特的三维树枝状纳米结构,增加了电极与电解质的接触界面,有利于充/放电过程中电子的传输和na～+的扩散,类石墨状碳层有效地缓解了电化学反应过程中ni_3s_2纳米颗粒的体积膨胀，同时，作为电化学储钠材本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种金属硫化物复合储能材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种金属硫化物复合储能材料的制备方法，其特征在于：所述S4步骤中采用的过渡金属硫化物颗粒为Fe、Co、Ni、Cu、Mo和W中的任意一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种金属硫化物复合储能材料的制备方法，其特征在于：所述S2步骤中，对N掺杂碳层包覆Co_9S_8颗粒(Co_9S_8@NC-1.0)进行酸洗的酸性离子液体为兼具Lewis酸和Brnsted酸的酸性离子液体。
4.根据权利要求3所述的一种金属硫化物复合储能材料的制备方法，其特征在于：所述S2步骤中，对N掺杂碳层包覆Co_9S_8颗粒(Co_9S_8@NC-1.0)进行酸洗的酸性离子液体温度控制为36-48℃。
5.根据权利要求1所述的一种金属硫化物复合储能材料的制备方法，其特征在于：所述S3步骤中，对单层石墨烯与多层氧化石墨烯材料进行超声混合的时间控制为10-20min。
6.根据权利要求1所述的一种金属硫化物复合储能材料的制备方法，其特征在于：所述S3步骤中，超声
7.根据权利要求2所述的一种金属硫化物复合储能材料的制备方法，其特征在于：所述S4步骤中，每升去离子水中加入5-8g的聚醚酰亚胺、1-4g的过渡金属硫化物颗粒。
8.根据权利要求1所述的一种金属硫化物复合储能材料的制备方法，其特征在于：所述S5步骤中，将聚醚酰亚胺和过渡金属硫化物的溶液与酸洗后的N掺杂碳层包覆Co_9S_8颗粒(Co_9S_8@NC-1.0)混合混合的同时对其进行水浴加热，水浴加热温度控制为56-72℃。
9.一种金属硫化物复合储能材料，其特征在于：由权利要求1-8任一项所述的金属硫化物复合储能材料的制备方法制备而成。
...【技术特征摘要】
1.一种金属硫化物复合储能材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种金属硫化物复合储能材料的制备方法，其特征在于：所述s4步骤中采用的过渡金属硫化物颗粒为fe、co、ni、cu、mo和w中的任意一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种金属硫化物复合储能材料的制备方法，其特征在于：所述s2步骤中，对n掺杂碳层包覆co_9s_8颗粒(co_9s_8@nc-1.0)进行酸洗的酸性离子液体为兼具lewis酸和brnsted酸的酸性离子液体。
4.根据权利要求3所述的一种金属硫化物复合储能材料的制备方法，其特征在于：所述s2步骤中，对n掺杂碳层包覆co_9s_8颗粒(co_9s_8@nc-1.0)进行酸洗的酸性离子液体温度控制为36-48℃。
5.根据权利要求1所述的一种金属硫化物复合储能材料的制备方法，其特征在于：所述s3步骤中...
【专利技术属性】
技术研发人员：王焱，王广胜，张濠雯，冯哲圣，张梦梦，王雅芳，刘伟，黄梦林，
申请(专利权)人：电子科技大学长三角研究院湖州，
类型：发明
国别省市：
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