專利名稱：一種高容量和循環性能穩定的鋰離子電池電極及制備方法
技術領域：
本發明涉及鋰離子電池電極及其制備方法，尤其是用石墨烯納米片/MO&復合納 米材料作為電化學活性物質制備的具有高容量和循環性能穩定的鋰離子電池的電極，屬于 新型化學電源和新能源材料的領域。
背景技術：
鋰離子電池具有比能量高、無記憶效應、環境友好等優異性能，已經廣泛應用于移 動電話和筆記本電腦等便攜式移動電器。作為動力電池，鋰離子電池在電動自行車和電動 汽車上也具有廣泛的應用前景。目前鋰離子電池的負極材料主要采用石墨材料(如石墨 微球、天然改性石墨和人造石墨等)，這些石墨材料具有較好的循環穩定性能，但是其容量 較低，石墨的理論容量為372mAh/g。新一代鋰離子電池對電極材料的容量和循環穩定性能 提出了更高的要求，不僅要求負極材料具有高的電化學容量，而且具有良好的循環穩定性 能。石墨烯納米片以其獨特的二維納米片結構具有眾多獨特的物理、化學和力學等性 能，具有重要的科學研究意義和廣泛的應用前景。石墨烯材料的發現者獲得2010年諾貝爾 獎更是激發了人們對石墨烯材料研究的極大興趣。最近，石墨烯納米片及其復合材料的合 成及其作為鋰離子電池負極材料的研究得到了廣泛關注。理論計算表明石墨烯納米片的兩 側可以貯鋰，其理論容量為744mAh/g，是石墨理論容量(372mAh/g)的兩倍。研究顯示石墨 烯有較高的電化學可逆貯鋰容量(540mAh/g)，石墨烯與碳納米管或C6tl復合的復合材料的 電化學貯鋰容量分別是730和784mAh/g。但是一些文獻報道石墨烯及其復合材料電極的循 環性能還有待改善，循環性能欠佳很可能是由于石墨烯納米片不合適的排列、以及電極制 備過程中和充放電過程中石墨烯納米片結構的不穩定或團聚。另一方面，MO&具有典型的三明治層狀結構，S-Mo-S的層內為共價鍵結合，層與層 之間則以較弱的范德華力相互結合，其層間距為0. 62ηπι。Μ0&作為氫化脫硫的工業催化劑、 以及在真空與高溫條件下的固體潤滑劑被廣泛研究和應用。MoS2的較弱的層間作用力和較 大的層間距允許通過插入反應在其層間引入外來的原子或分子。這樣的特性使ΜΟ&材料 可以作為插入反應的主體材料。因此，ΜΟ&是一種有發展前途的用于高性能電池的電化學 儲鋰和電化學儲鎂的電極材料[G. X. Wang, S. Bewlay, J. Yao, et al.，Electrochem. Solid State, 2004, 7 :A321 ；X. L. Li, Y. D. Li, J. Phys. Chem. B，2004，108 :13893]。1995年Miki等研究了無定形Mc^2的電化學嵌鋰和脫鋰性能(Y. Miki， D. Nakazato, H. Ikuta, et al.，J. Power Sources, 1995, 54 508)，結果發現他們所合成的無 定形M0&粉體中，性能最好的樣品的電化學嵌脫鋰的可逆容量只有200mAh/g，在循環100 次以后，其可逆容量下降到100mAh/g，為其初始容量的一半。因此，其可逆容量和循環穩定 性能還需要進一步改進。合成納米結構的電活性材料是改善其電化學性能的一個有效途 徑。最近Li等[J. Alloys Compounds, 2009，471 (1-2) :442-447]用離子液體協助的水熱方 法合成了花狀形貌的，其電化學貯鋰可逆容量達到850mAh/g，但是他們報道的循環性能依然欠佳，有待進一步改善。綜上所述，石墨烯納米片和MO&納米材料都是良好的電化學貯鋰電極材料，作為 新一代的鋰離子電池負極材料具有很好的應用前景，但是他們的電化學貯鋰容量和循環穩 定性能還有待進一步提高。如果將石墨烯納米片和MO&復合納米材料復合得到復合納米 材料，可以利用兩者的優點和協同作用增強復合材料的電化學貯鋰性能。石墨烯納米片的 高導電性能可以進一步提高復合材料的導電性能，有利于電化學電極反應過程中的電子傳 遞，增強復合材料的電化學性能；石墨烯超強的力學性能性能有利于保持充放電過程中電 極結構的穩定，復合材料也可以抑制石墨烯納米片的團聚，因此大大提高其循環穩定性能。 另外石墨烯納米片與MO&復合，石墨烯納米片的大Π鍵與MO&表面電子結構的相互作用， 會形成一種新的不同物質之間的層狀結構，其層間距大于石墨的層間距，小于ΜΟ&的層間 距，適當的層間距結構有利增強復合材料的電化學貯鋰性能。但是，到目前為止，用石墨烯納米片/ΜΟ&納米復合材料作為電化學活性物質制備 具有高容量和高循環穩定性能的鋰離子電池的電化學嵌/脫鋰離子電極還未見公開報道。

發明內容
本發明的目的在于提供一種高容量和循環性能穩定的鋰離子電池電極及制備方法。本發明的一種高容量和循環性能穩定的鋰離子電池電極，其特征在于該電極的活 性物質為石墨烯納米片/ΜΟ&復合納米材料，其余為乙炔黑和聚偏氟乙烯，各組分的質量百 分比含量為納米復合材料活性物質75-85 %，乙炔黑5-10 %，聚偏氟乙烯5-15 %，其中，納 米復合材料活性物質中石墨烯納米片與復合納米材料的物質量之比為1 1 4 1。本發明的一種高容量和循環性能穩定的鋰離子電池電極的制備方法包括以下步 驟1)氧化石墨納米片的制備在0°C冰浴下，將0. 015-0. 12g石墨粉分散到20_25mL 濃硫酸中，攪拌下加入KMnO4,所加KMnO4的質量是石墨的3_4倍，攪拌20-60分鐘，溫度上升 至30-35°C左右，加入46ml去離子水，攪拌20-30分鐘，加入10_15ml質量濃度30%的H2O2， 攪拌5-10分鐘，經過離心分離，用質量濃度5% HCl溶液、去離子水和丙酮反復洗滌后得到 氧化石墨納米片；2)將鉬酸鹽溶解在去離子水中形成0. 02 0. 05M的溶液，加入硫代乙酰胺或硫脲 作為硫源和還原劑，硫代乙酰胺或硫脲與鉬酸鹽的物質量的比為5 1 12 1，再將按第 1)步用X mol的石墨原料制備得到的氧化石墨納米片加入該溶液中，X與鉬酸鹽的物質量 之比為1 1 4 1，超聲處理1-池，使氧化石墨納米片充分分散在水熱反應溶液中，將 該混合物轉入內襯聚四氟乙烯的水熱反應釜中密封，在200-M0°C反應對-3他，得到的產 物用離心分離，并用去離子水和無水乙醇洗滌、干燥，得到石墨烯納米片/MO&復合納米材 料。3)將石墨烯納米片/MO&復合納米材料作為電極的活性物質，與乙炔黑及質量濃 度5%的聚偏氟乙烯的N-甲基吡咯烷酮溶液在攪拌下充分混合調成均勻的糊狀物，各組分 質量百分比為納米復合材料活性物質75 85%，乙炔黑5 10%，聚偏氟乙烯5-15%， 將該糊狀物均勻地涂到作為集流體的銅箔上，真空干燥，滾壓得到電極。
所述的鉬酸鹽為鉬酸鈉或鉬酸銨。本發明與現有技術比較具有以下有益效果1)由于石墨烯納米片和MO&具有典型的片狀或層狀結構，兩者都是良好的電化學 貯鋰電極材料，作為新一代的鋰離子電池負極材料具有很好的應用前景，但是他們的電化 學貯鋰容量和循環穩定性能還有待進一步提高。如果將石墨烯納米片和Mc^2納米材料復合 制備復合納米材料，可以利用兩者的優點和協同作用增強復合材料的電化學貯鋰性能。石 墨烯納米片的高導電性能可以進一步提高復合材料的導電性能，有利于電化學電極反應過 程中的電子傳遞，增強復合材料的電化學性能；石墨烯超強的力學性能性能有利于保持充 放電過程中電極結構的穩定，復合材料也可以抑制石墨烯納米片的團聚，因此大大提高其 循環穩定性能。另外石墨烯納米片與復合，石墨烯納米片的大Π鍵與M0&表面電子結 構的相互作用，會形成一種新的不同物質之間的層狀結構，其層間距大于石墨的層間距，小 于的層間距，適當的層間距結構有利增強復合材料的電化學貯鋰性能。2)本發明制備石墨烯納米片/Μ0&復合納米材料的過程中，通過氧化石墨納米 片原位還原成石墨烯納米片，并與原位水熱反應形成的二硫化鉬納米材料復合形成復合材 料。其優點是氧化石墨納米片表面含有豐富的含氧官能團(如羥基、羰基和羧基等)，在 水熱反應溶液中被超聲分散以后不再容易重新團聚或堆積在一起，而且氧化石墨表面的官 能團通過絡合作用可以將鉬酸根吸附在氧化石墨納米片的表面，在還原性水熱反應過程中 可以更好地使原位生成的石墨烯納米片和二硫化鉬納米材料高度地均勻復合。3)本發明用氧化石墨烯納米片、以及鉬酸鹽、硫代乙酰胺或硫脲為原料，采用原位 水熱還原法一步成出了石墨烯納米片/二硫化鉬的納米復合材料。本發明的合成方法具有 反應條件溫和，工藝簡單，產率高且重現性好的優點。由于復合納米材中石墨烯納米片與 MoS2納米材料之間的相互協同作用，本發明用石墨烯納米片/Μ0&復合納米材料為電化學 活性物質制備的電極比納米材料和石墨烯納米片電極具有更高的電化學貯鋰可逆容 量和更好的循環穩定性能。在新一代的鋰離子電池中具有廣泛的應用。


圖1.實施例1合成的石墨烯納米片/Μ0&復合納米材料的XRD圖和SEM形貌，復 合材料中石墨烯納米片與的物質量之比為1 1。圖2.實施例1的石墨烯納米片/Μ0&復合納米材料電極和水熱合成的Μ0&納米 材料電極的電化學貯鋰容量和循環性能。(a)石墨烯納米片/M0&復合納米材料電極，復合材料中石墨烯納米片與M0&的 物質量之比為1:1;(b)水熱合成的M0&納米材料電極。圖3.實施例2合成的石墨烯納米片/M0&復合納米材料的XRD圖，復合材料中石 墨烯納米片與的物質量之比為2 1。圖4.實施例2制備的石墨烯納米片/M0&復合納米材料電極和水熱合成的石墨 烯電極的電化學貯鋰容量和循環性能。(a)石墨烯納米片/M0&復合納米材料電極，復合材料中石墨烯納米片與Mc^2的 物質量之比為2 1 ；
(b)水熱合成的石墨烯納米片電極。圖5.實施例3制備的石墨烯納米片/MO&復合納米材料電極的電化學貯鋰容量 和循環性能，復合材料中石墨烯納米片與MO&的物質量之比為4 1。圖6.實施例4制備的石墨烯納米片/MO&復合納米材料電極的電化學貯鋰容量 和循環性能，復合材料中石墨烯納米片與MO&的物質量之比為3 1。
具體實施例方式實施例1 一種高容量和循環性能穩定的鋰離子電池電極的制備方法1)氧化石墨納米片 的制備在0°C冰浴下，將2. 5mmol (0. 03g)石墨粉分散到20mL濃硫酸中，攪拌下加入0. 03g KMnO4，所加KMnO4的質量是石墨的3倍，攪拌25分鐘，溫度上升至30°C左右，加入45ml去 離子水，攪拌20分鐘，加入12ml質量濃度30%的H2O2，攪拌5分鐘，經過離心分離，用質量 濃度5% HCl溶液、去離子水和丙酮反復洗滌后得到氧化石墨納米片；2)將2. 5mmol (0. 606g)鉬酸納溶解在63ml去離子水中，形成0. 04M的溶液，加 入12. 5mmol的硫脲攪拌均勻，硫脲與鉬酸鈉的物質量的比為5.0 1，然后將第1)步用 2. 5mmol (0. 03g)的石墨所制備的氧化石墨納米片加入該溶液中，所用石墨原料的物質的量 與溶液中鉬酸鈉物質量比為1 1，超聲處理l.Oh，使氧化石墨納米片充分分散在水熱反應 溶液中，然后將該混合物轉移至水熱反應釜中，于下水熱反應M小時，自然冷卻，離 心分離，用去離子水充分洗滌后收集并干燥，得到石墨烯納米片/Mc^2復合納米材料，SEM, EDX和XRD分析表明復合材料為石墨烯納米片復合納米材料，復合納米材料中石墨烯 納米片與的物質量之比為1 1。XRD和SEM圖見圖1。3)用上述制得的石墨烯納米片/MO&復合納米材料(石墨烯納米片與MO&的物質 量之比為1 1)作為電化學活性物質制備電極，將納米復合材料活性物質和乙炔黑與質量 濃度5%的聚偏氟乙烯的N-甲基吡咯烷酮溶液在攪拌下充分混合，調成均勻的糊狀物，將 該糊狀物均勻地涂到作為集流體的銅箔上，然后在120°C下真空干燥12h，取出后再經過滾 壓得到電極。其中各組分的質量百分比含量為納米復合材料活性物質80%，乙炔黑10%， 聚偏氟乙烯10%。用鋰箔作為對電極和參比電極，電解液為1. OMLiPF6的EC/DMC溶液(1 Iin volume)，隔膜是聚丙稀膜(Celguard-2300)，在充滿氬氣的手提箱中組裝成測試電池。電池 恒電流充放電測試在程序控制的自動充放電儀器上進行，充放電電流密度100mA/g，電壓范 圍0. 01 3. OOV0電極電化學性能的測試結果見圖1 (a)。作為比較例，以0. 3g鉬酸鈉和0. 4g硫代乙酰胺溶解在80ml去離子水中，用水熱 方法合成了 MO&納米材料。用XRD對MO&納米材料進行表征，結果顯示水熱合成的產物是 低結晶度的Mo&。用所得合成的MO&納米材料作為電化學活性物質按上述同樣的的方法 制備工作電極，并按上述同樣的方法測試其電化學嵌脫鋰可逆容量和循環性能。測試結果 見圖1(b)。從圖2可以看出，用石墨烯納米片/MO&復合納米材料制備的電極，其初始可逆 容量達到1000mAh/g，循環50次以后其容量為1011mAh/g ；而用水熱合成的Mc^2納米材料 為活性物質制備的電極，其初始可逆容量達到835mAh/g，但在循環50次后其容量下降到613mAh/g。說明石墨烯納米片復合納米材料電極比MO&納米材料電極具有更高的比 容量和更好的循環穩定性。實施例2 —種高容量和循環性能穩定的鋰離子電池電極的制備方法1)氧化石墨納米片 的制備在0°C冰浴下，將2. 5mmol (0. 03g)石墨粉分散到25mL濃硫酸中，攪拌下加入KMnO4, 所加KMnO4的質量是石墨的4倍，攪拌40分鐘，溫度上升至30°C左右，加入45ml去離子水， 攪拌20分鐘，加入IOml質量濃度30%的H2O2，攪拌10分鐘，經過離心分離，用質量濃度5% HCl溶液、去離子水和丙酮反復洗滌后得到氧化石墨納米片；2)將1. 25mmol (0. 303g)鉬酸納溶解在63ml去離子水中，形成0. 02M的溶液，加入 IOmmol的硫代乙酰胺攪拌均勻，其中硫代乙酰胺與鉬酸鈉的物質量的比為8 1，然后將第 1)步用2.5mmol(0.03g)的石墨所制備的氧化石墨納米片加入該溶液中，所用石墨原料的 物質的量與溶液中鉬酸鈉物質量比為2 1，超聲處理1. ，使氧化石墨納米片充分分散在 水熱反應溶液中，然后將該混合物轉移至水熱反應釜中，于220°C下水熱反應觀小時，自然 冷卻，離心分離，用去離子水充分洗滌后收集并干燥，得到石墨烯納米片/MO&復合納米材 料，SEM, EDX和XRD分析表明復合材料為石墨烯納米片/Mc^2復合納米材料，復合納米材料 中石墨烯納米片與的物質量之比為2 1。XRD和SEM圖見圖3。3)以所得到的石墨烯納米片/MO&復合納米材料(石墨烯納米片與MO&的物質 量之比為2 1)為活性物質，按實施例1的方法制備工作電極，其中各組分的質量百分比 含量為納米復合材料活性物質85%，乙炔黑5 %，聚偏氟乙烯10%，并按實施例1的方法 組裝成測試電池和進行電極性能的測試。測試結果見圖4(a)。作為比較，將7.5mmol的硫代乙酰胺溶解在63ml去離子水中，然后加入用 2. 5mmol (0. 03g)的石墨所制備的氧化石墨納米片加入該溶液中，超聲處理1. 5h，使氧化石 墨納米片充分分散在水熱反應溶液中，然后將該混合物轉移至水熱反應釜中，于220°C下水 熱反應觀小時，自然冷卻，離心分離，用去離子水充分洗滌后收集并干燥，得到的產物為石 墨烯納米片。用所得到石墨烯納米片作為電化學活性物質，按上述同樣的的方法制備工作 電極，并按上述同樣的方法測試其電化學嵌脫鋰可逆容量和循環性能。測試結果見圖4(b)。圖4顯示用石墨烯納米片/MO&復合納米材料(石墨烯納米片與MO&的物質量之 比為2 1)制備的電極，其初始可逆容量為1250mAh/g，循環50次以后其容量為1150mAh/ g ；而用石墨烯納米片制備的電極，其初始可逆容量為900mAh/g，循環50次以后其容量為 750mAh/g。結果說明石墨烯納米片/MO&復合納米材料電極比石墨烯納米片電極具有更高 的比容量和更好的循環穩定性。實施例3 一種高容量和循環性能穩定的鋰離子電池電極的制備方法1)氧化石墨納米片 的制備在0°C冰浴下，將5. Ommol (0. 06g)石墨粉分散到25mL濃硫酸中，攪拌下加入KMnO4, 所加KMnO4的質量是石墨的3. 5倍，攪拌60分鐘，溫度上升至45°C左右，加入50ml去離子 水，攪拌30分鐘，加入20ml質量濃度30 %的H2O2，攪拌10分鐘，經過離心分離，用質量濃度 5% HCl溶液、去離子水和丙酮反復洗滌后得到氧化石墨納米片；2)將1. 25mmol (0. 303g)鉬酸納溶解在63ml去離子水中，形成0. 02M的溶液，加 入15mmol的硫代乙酰胺攪拌均勻，硫代乙酰胺與鉬酸鈉的物質量的比為12 1，然后將第1)步用5.0mmol(0.06g)的石墨所制備的氧化石墨納米片加入該溶液中，所用石墨原料的 物質的量與溶液中鉬酸鈉物質量比為4 1，超聲處理2. 0h，使氧化石墨納米片充分分散在 水熱反應溶液中，然后將該混合物轉移至水熱反應釜中，于230°C下水熱反應30小時，自然 冷卻，離心分離，用去離子水充分洗滌后收集并干燥，得到石墨烯納米片/MO&復合納米材 料，SEM, EDX和XRD分析表明復合材料為石墨烯納米片/Mc^2復合納米材料，復合納米材料 中石墨烯納米片與MO&的物質量之比為4 1。3)將所得到的石墨烯納米片/MO&復合納米材料(石墨烯納米片與MO&的物質 量之比為4 1)為活性物質，按實施例1的方法制備工作電極，其中各組分的質量百分比 含量為納米復合材料活性物質75%，乙炔黑10%，聚偏氟乙烯15%，并按實施例1的方法 組裝成測試電池和進行電極性能的測試。測試結果見圖3。圖5顯示用石墨烯納米片/MO&復合納米材料(石墨烯納米片與MO&的物質量之 比為4 1)制備的電極，其初始可逆容量為1105mAh/g，循環50次以后起容量為1055mAh/ go結果說明石墨烯納米片/MO&復合納米材料電極電極具有高的比容量和優異的循環穩 定性。實施例4 一種高容量和循環性能穩定的鋰離子電池電極的制備方法1)氧化石墨納米片 的制備在0°C冰浴下，將9. OmmoKO. 108g)石墨粉分散到25mL濃硫酸中，攪拌下加入 KMnO4，所加KMnO4的質量是石墨的4倍，攪拌50分鐘，溫度上升至35°C左右，加入50ml去 離子水，攪拌30分鐘，加入25ml質量濃度30%的H2O2，攪拌25分鐘，經過離心分離，用質量 濃度5% HCl溶液、去離子水和丙酮反復洗滌后得到氧化石墨納米片；2)將3. Ommol鉬酸銨溶解在60ml去離子水中，形成0. 05M的溶液，加入30mmol的 硫脲攪拌均勻，硫脲與鉬酸鈉的物質量的比為10 1，然后將第1)步用9.0mmol(0.108g) 的石墨所制備的氧化石墨納米片加入該溶液中，所用石墨原料的物質的量X與溶液中鉬酸 鈉物質量比為3 1，超聲處理2. 0h，使氧化石墨納米片充分分散在水熱反應溶液中，然后 將該混合物轉移至水熱反應釜中，于下水熱反應36小時，自然冷卻，離心分離，用去 離子水充分洗滌后收集并干燥，得到石墨烯納米片復合納米材料，SEM, EDX和XRD 分析表明復合材料為石墨烯納米片/ΜΟ&復合納米材料，復合納米材料中石墨烯納米片與
的物質量之比為3 1。2)以所得到的石墨烯納米片/ΜΟ&復合納米材料(石墨烯納米片與ΜΟ&的物質 量之比為3 1)為活性物質，按實施例1的方法制備工作電極，其中各組分的質量百分比 含量為納米復合材料活性物質85%，乙炔黑5 %，聚偏氟乙烯10%，并按實施例1的方法 組裝成測試電池和進行電極性能的測試。測試結果見圖4。圖6顯示用石墨烯納米片/ΜΟ&復合納米材料(石墨烯納米片與ΜΟ&的物質量之 比為3 1)制備的電極，其初始可逆容量為1180mAh/g，循環50次以后起容量為1202mAh/ go結果說明石墨烯納米片/MO&復合納米材料電極具有高的比容量和優異的循環穩定性。
權利要求
1.一種高容量和循環性能穩定的鋰離子電池電極，其特征在于該電極的活性物質為石 墨烯納米片/MO&復合納米材料，其余為乙炔黑和聚偏氟乙烯，各組分的質量百分比含量 為納米復合材料活性物質75-85%，乙炔黑5-10%，聚偏氟乙烯5-15%，其中的納米復合 材料活性物質中石墨烯納米片與納米材料的物質量之比為1 1 4 1。
2.根據權利要求1所述的一種高容量和循環性能穩定的鋰離子電池電極，其特征在于 制備方法包括以下步驟1)氧化石墨納米片的制備在0°C冰浴下，將0.015-0.12g石墨粉分散到20-25mL濃硫 酸中，攪拌下加入KMnO4，所加KMnO4的質量是石墨的3_4倍，攪拌20-60分鐘，溫度上升至 30-35°C左右，加入46ml去離子水，攪拌20-30分鐘，加入10_15ml質量濃度30%的H2O2，攪 拌5-10分鐘，經過離心分離，用質量濃度5% HCl溶液、去離子水和丙酮反復洗滌后得到氧 化石墨納米片；2)將鉬酸鹽溶解在去離子水中形成0.02 0. 05M的溶液，加入硫代乙酰胺或硫脲作 為硫源和還原劑，硫代乙酰胺或硫脲與鉬酸鹽的物質量的比為5 1 12 1，再將按第 1)步制備得到的氧化石墨納米片加入該溶液中，第1)步所用石墨原料的物質量與鉬酸鹽 的物質量之比為1 1 4 1，超聲處理1-池，使氧化石墨納米片充分分散在水熱反應溶 液中，將該混合物轉入內襯聚四氟乙烯的水熱反應釜中密封，在220-250°C反應對-3他，得 到的產物用離心分離，并用去離子水和無水乙醇洗滌、干燥，得到石墨烯納米片/MO&復合 納米材料；3)將石墨烯納米片/MO&復合納米材料作為電極的活性物質，與乙炔黑及質量濃度 5%的聚偏氟乙烯的N-甲基吡咯烷酮溶液在攪拌下充分混合調成均勻的糊狀物，各組分質 量百分比為納米復合材料活性物質75 85%，乙炔黑5 10%，聚偏氟乙烯5-15%，將 該糊狀物均勻地涂到作為集流體的銅箔上，真空干燥，滾壓得到電極。
3.根據權利要求2所述的一種高容量和循環性能穩定的鋰離子電池電極，其特征在于 鉬酸鹽為鉬酸鈉或鉬酸銨。
全文摘要
本發明公開了一種高容量和循環性能穩定的鋰離子電池電極及制備方法，其特征在于該電極的活性物質為石墨烯納米片/MoS2復合納米材料，其余為乙炔黑和聚偏氟乙烯，各組分的質量百分比含量為石墨烯納米片/MoS2復合納米材料活性物質75-85％，乙炔黑5-10％，聚偏氟乙烯5-15％，其中的復合納米材料活性物質中石墨烯納米片與MoS2復合納米材料的物質量之比為1∶1～4∶1。本發明的電極制備方法包括用化學氧化法以石墨為原料制備氧化石墨納米片、在氧化石墨納米片存在下一步水熱原位還原法合成得到石墨烯納米片/MoS2復合納米材料、最后以石墨烯納米片/MoS2復合納米材料為活性物質制備電極。本發明的電極不僅具有高的電化學貯鋰可逆容量，而且具有優異的循環穩定性能，在新一代的鋰離子電池中具有廣泛的應用。
文檔編號H01M4/62GK102142541SQ20111004649
公開日2011年8月3日 申請日期2011年2月25日 優先權日2011年2月25日
發明者常焜, 李輝, 陳衛祥, 陳濤, 馬琳 申請人:浙江大學