负极活性材料、负极极片和电池的制作方法

本发明涉及新能源电池领域，具体地，涉及一种负极活性材料、负极极片和电池。

背景技术：

1、随着市场需求的增加，锂离子电池发展或将受锂资源掣肘。钠离子电池是与锂离子电池具有类似工作机理和电池结构的另一类储能电池，近期钠离子电池已经受到越来越多的关注。随着研究的不断深入，钠离子电池的潜在优势被不断发掘，尤其是高、低温下性能优异以及较高的安全性，为钠离子电池在储能和动力领域的应用奠定了良好的基础。

2、近年来，由于过渡金属硫属化物具有高的理论容量和安全性高等优势备受关注。其中二硒化钼mose2更是表现出优异的电化学活性。但是由于层间距较窄、电子电导率低、体积膨胀等问题导致其储钠能力、循环性能和倍率性能较差。

3、因此有必要提出一种简便的制备方法，增加mose2层间距、提高电导率、缓解其体积膨胀，解决mose2储钠能力、循环性能和倍率性能较差的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明致力于提供一种负极活性材料、负极极片和电池，以解决现有技术中含二硒化钼的负极材料储钠能力、循环性能和倍率性能较差的问题。

2、本发明的第一方面提供一种负极活性材料，所述负极活性材料包括mose2/mos2@c复合材料；所述mose2/mos2@c复合材料具有由若干片层结构堆积形成的花状结构；

3、所述片层结构由若干多孔纳米片堆叠形成；

4、所述多孔纳米片包括碳材料中间层、包覆在所述碳材料中间层一侧的异质结mose2/mos2第一片层和包覆在所述碳材料中间层另一侧的异质结mose2/mos2第二片层。

5、可选地，所述mose2/mos2@c复合材料的比表面积为150~190m2/g。

6、可选地，所述多孔纳米片的片径为1~3μm；和/或，所述多孔纳米片的厚度为20~40nm；和/或，所述多孔纳米片的孔径为20~30nm；和/或，所述多孔纳米片的孔隙率为15~30%。

7、可选地，以所述mose2/mos2@c复合材料的总质量为基准，所述异质结mose2/mos2第一片层和所述异质结mose2/mos2第二片层的总含量为70~90wt%。

8、本发明的第二方面提供一种负极活性材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：

9、s1、将三氧化钼和碳硫源添加至溶剂中进行混合处理，得到第一物料；对所述第一物料进行水热处理，得到第二物料；

10、s2、对所述第二物料进行离心处理，收集沉淀物洗涤后进行干燥处理，得到前驱体；

11、s3、将所述前驱体与硒粉混合并进行硒化/碳化处理。

12、可选地，所述碳硫源选自烷基磺酸钠盐、硫氰酸盐和二烯丙基硫化物中的至少一种。

13、可选地，所述碳硫源为烷基磺酸钠盐；和/或，所述三氧化钼和所述碳硫源混合的摩尔比为1：1.5~6；和/或，所述溶剂为水；和/或，所述三氧化钼与所述溶剂的质量比为1：150~250。

14、可选地，步骤s1中，所述混合处理为磁力搅拌；所述磁力搅拌的条件包括：搅拌时间为20~40min，搅拌速度为200~400 r/min；和/或，所述水热处理在聚四氟乙烯反应釜中进行；和/或，所述水热处理的条件包括：温度为160~200℃，时间为6~12h；和/或，步骤s2中，所述洗涤使用的洗涤液选自无水乙醇和/或水；和/或，所述干燥处理的条件包括：温度为50~70℃，时间为18~36h；和/或，步骤s3中，所述硒化/碳化处理包括：将硒粉与所述前驱体混合后进行高温处理；所述高温处理在保护性气氛保护下进行；所述高温处理的温度为400~600℃，所述高温处理的时间为1~3h。

15、本发明的第三方面提供一种负极极片，所述负极极片包括集流体和设置在所述集流体表面的负极材料，其中，所述负极材料包括上述的负极活性材料和/或根据上述的方法制备得到的负极活性材料。

16、本发明的第四方面提供一种电池，所述电池包括上述的负极极片。

17、通过上述技术方案，本发明的有益技术效果为：

18、（1）本发明提供的负极活性材料中含有的mose2/mos2@c复合材料具有由若干片层结构堆积形成的花状结构，片层结构由若干多孔纳米片堆叠形成，多孔纳米片中包括碳材料中间层，碳材料中间层增大了mose2/mos2的层间距，增强了负极活性材料储钠能力，同时缓解了mose2/mos2的体积膨胀，增强了其循环稳定性和倍率性能。同时，本发明的多孔纳米片中还包括包覆在所述碳材料中间层一侧的异质结mose2/mos2第一片层和包覆在所述碳材料中间层另一侧的异质结mose2/mos2第二片层，异质结mose2/mos2的存在使得负极活性材料的电阻降低，耦合电场使电子传输速率上升，电化学动力学提升，倍率性能改善。

19、（2）本发明的负极活性材料的制备方法将三氧化钼moo3与碳硫源混合，水热硫化制备出花状碳材料插层的mos2前驱体，再将前驱体一步碳化/硒化得到mose2/mos2@c花状复合材料。本发明的方法在水热过程中加入碳硫源，能够调控出花状插层碳结构mos2/mose2@c花状复合材料，进而使离子扩散速率明显提升。

20、本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种负极活性材料，其特征在于，所述负极活性材料包括mose2/mos2@c复合材料；所述mose2/mos2@c复合材料具有由若干片层结构堆积形成的花状结构；

2.根据权利要求1所述的负极活性材料，其特征在于，所述mose2/mos2@c复合材料的比表面积为150~190m2/g。

3.根据权利要求1所述的负极活性材料，其特征在于，所述多孔纳米片的片径为1~3μm；

4.根据权利要求1所述的负极活性材料，其特征在于，以所述mose2/mos2@c复合材料的总质量为基准，所述异质结mose2/mos2第一片层和所述异质结mose2/mos2第二片层的总含量为70~90wt%。

5.一种负极活性材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述碳硫源选自烷基磺酸钠盐、硫氰酸盐和二烯丙基硫化物中的至少一种。

7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述碳硫源为烷基磺酸钠盐；和/或，所述三氧化钼和所述碳硫源混合的摩尔比为1：1.5~6；

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，

9.一种负极极片，其特征在于，所述负极极片包括集流体和设置在所述集流体表面的负极材料，其中，所述负极材料包括权利要求1-4中任意一项所述的负极活性材料和/或根据权利要求5-8中任意一项所述的方法制备得到的负极活性材料。

10.一种电池，其特征在于，所述电池包括权利要求9所述的负极极片。

技术总结
本发明涉及新能源电池领域，具体涉及一种负极活性材料、负极极片和电池；所述负极活性材料包括所MoSe<subgt;2</subgt;/MoS<subgt;2</subgt;@C复合材料；所述MoSe<subgt;2</subgt;/MoS<subgt;2</subgt;@C复合材料具有由若干片层结构堆积形成的花状结构；所述片层结构由若干多孔纳米片堆叠形成；所述多孔纳米片包括碳材料中间层、包覆在所述碳材料中间层一侧的异质结MoSe<subgt;2</subgt;/MoS<subgt;2</subgt;第一片层和包覆在所述碳材料中间层另一侧的异质结MoSe<subgt;2</subgt;/MoS<subgt;2</subgt;第二片层。本发明的负极活性材料储钠能力、循环稳定性和倍率性能优异。

技术研发人员：刘诚,魏磊,杨昊名,於洪将,王汭
受保护的技术使用者：江苏正力新能电池技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23