(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111629937.1 (22)申请日 2021.12.28 (71)申请人 北京理工大 学 地址 100081 北京市海淀区中关村南大街5 号 申请人 北京理工大 学重庆创新中心 (72)发明人 谭国强　张俊凡　王敬　苏岳锋　 吴锋　 (74)专利代理 机构 成都方圆聿联专利代理事务 所(普通合伙) 51241 代理人 苟铭 (51)Int.Cl. H01M 4/36(2006.01) H01M 4/58(2010.01) H01M 4/60(2006.01)H01M 10/0525(2010.01) (54)发明名称 金属硫化物复合电极材料的制备方法及制 备方法和应用 (57)摘要 本发明提供一种金属硫化物复合电极材料 的制备方法及制备方法和应用， 金属硫化物复合 电极材料的制备方法， 采用原位合成方法： 将金 属有机框架粉末置于管式炉中， 然后在惰性气体 与CS2气体的混合气氛中进行煅烧， 煅烧后随炉 冷却即得到。 本发明的金属硫化物负极材料， 为 原位合成碳包覆金属硫化物的核壳结构， 该材料 具有丰富的孔道结构， 有利于电解液的渗透以及 离子的扩散。 其次， 同步构筑的碳可以起到支撑 与保护金属硫化物的作用， 增强材料在充放电过 程中的结构稳定性。 另外， 原位包覆的碳材料与 MOF中的碳骨架相互交织， 保证了整体材料的导 电性能。 克服了现有技术制备的锂离子电池负极 材料电化学性能较 差、 电极材 料易粉碎的难题。 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 CN 114361413 A 2022.04.15 CN 114361413 A 1.金属硫化物复合电极材料的制备方法， 其特征在于， 采用原位合成方法： 将金属有机 框架粉末置于管式炉中， 然后在惰性气体与CS2气体的混合气氛 中进行煅烧， 煅烧后随炉冷 却即得到 。 2.根据权利要求1所述的金属硫化物复合电极材料的制备方法， 其特征在于， 所述金属 有机框架为含C元 素的金属有机 框架材料。 3.根据权利要求1所述的金属硫化物复合电极材料的制备方法， 其特征在于， 煅烧温度 为450‑850℃， 煅烧时间为3 ‑6h。 4.根据权利要求3所述的金属硫化物复合电极材料的制备方法， 其特征在于， 煅烧时， 升温速率 为2‑5℃/min。 5.根据权利要求1所述的金属硫化物复合电极材料的制备方法， 其特征在于， 所述惰性 气体为氩气， 氩气与CS2的体积比为10 0:1‑20。 6.根据权利要求1所述的金属硫化物复合电极材料的制备方法， 其特征在于， 所述金属 有机框架为ZIF67和ZIF8。 7.金属硫化物复合电极材 料， 其特征在于， 根据权利要求1到 6所述的制备 方法所得。 8.金属硫化物复合电极材料电极， 其特征在于， 所述电极的内层为权利要求7所述的金 属硫化物复合电极材料， 外层为碳， 形成金属硫化物包覆 碳的核壳材料， 整个金属硫化物包 覆碳的核壳材 料均匀的嵌入碳框架结构中。 9.一种锂离子电池， 包括负极材料， 其特征在于， 所述负极材料为权利要求8所述的金 属硫化物复合电极材 料电极。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114361413 A 2金属硫化物复合电极材料的制备方 法及制备方 法和应用 技术领域 [0001]本发明涉及锂电池负极材料制备的技术领域， 具体涉及 一种金属硫化物复合电极 材料的制备 方法及制备 方法和应用。 背景技术 [0002]传统的商业锂离子电池负极材料石墨， 其理论容量低(372mAh/g)， 已经很难适应 和满足下一代高性能锂离子电池。 在众多的替代材料中， 金属硫化物， 作为氧化还原机制类 的负极材料， 有着较高首圈库伦效率和理论比容量， 被认为是最有前景 的锂二次电池的理 想负极材料。 但是， 其导电性差以及充放电过程中的体积变化问题一直制约着他们的进一 步应用。 [0003]作为一类新型高级功能材料， 金属 ‑有机骨架(MOFs)具有超高孔隙率、 良好的径孔 分布、 易制备、 功能多样和结构可控的优势， 且M OFs是由金属离子或团簇与有机配体通过配 位键结合而成， 鉴于其均匀分布的金属粒子， 以MOFs材料为前驱体合成金属硫化物材料是 一种理想的方法。 但是， 传统的硫化法中， 直接将MOFs转换为金属硫化物颗粒时， 难以控制 转换程度， 且转化后的硫化物金属颗粒裸露在M OFs骨架之上， 难以在循环中维持结构稳定， 最终， 较高的煅烧温度和较快的升温速率会使M OFs的结构坍塌， 很大程度上使 粒径增加， 导 致其比表 面积减小。 最后， 传统的硫化法合成过程复杂、 繁琐、 成本过高、 加工工艺要求严格 以及结构调整困难、 难以实现规模化 生产。 发明内容 [0004]本发明针对当前技术中存在的不足， 提供一种金属硫化物复合电极材料的制备方 法及制备 方法和应用。 [0005]金属硫化物复合电极材料的制 备方法， 采用原位合成方法： 将金属有机框架粉末 置于管式炉中， 然后在惰性气体与CS2气体的混合气氛中进行煅烧， 煅烧后随炉冷却即得 到。 [0006]所述金属有机 框架为含C元 素的金属有机 框架材料。 [0007]煅烧温度为 450‑850℃， 煅烧时间为3 ‑6h。 [0008]煅烧时， 升温速率 为2‑5℃/min。 [0009]所述惰性气体为氩气， 氩气与CS2的体积比为10 0:1‑20。 [0010]所述金属有机 框架为ZIF67和ZIF8。 [0011]金属硫化物复合电极材 料， 根据所述的制备 方法所得。 [0012]金属硫化物复合电极材料电极， 所述电极的内层 为所述的金属硫化物复合电极材 料， 外层为碳， 形成金属硫化物包覆 碳的核壳材料， 整个金属硫化物包覆碳的核壳材料均匀 的嵌入碳框架结构中。 [0013]一种锂离子电池， 包括负极材料， 所述负极材料为权利要求8所述的金属硫化物复 合电极材 料电极。说　明　书 1/5 页 3 CN 114361413 A 3