(19)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 202211273295.0 (22)申请日 2022.10.18 (71)申请人 山东石油化工学院 地址 257100 山东省东营市东营区北二路 271号 申请人 中国石化 集团胜利石油管理局有限 公司新能源开发中心 (72)发明人 周迎梅　韦正楠　魏麟骄　 (74)专利代理 机构 北京哌智科创知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11745 专利代理师 高童童 (51)Int.Cl. H01M 4/36(2006.01) H01M 4/50(2010.01) H01M 4/58(2010.01)H01M 10/36(2010.01) B82Y 30/00(2011.01) B82Y 40/00(2011.01) (54)发明名称 一种基于TMDs的锌离子电池正极材料的制 备方法 (57)摘要 本发明涉及材料制备领域， 更具体的说， 它 涉及一种基于TMDs的锌离子电池正极材料的制 备方法。 本发明包括如下方法： 1、 制备SiO2微球； 2、 制备过渡金属硫属化物纳米片包覆SiO2微球 产物； 3、 制备二维过渡金属硫属化物中空微球； 4、 制备锌离子电池正极材料。 本发明通过以二氧 化硅微球作为牺牲模板， 制备了有中空结构的二 维过渡金属硫属化物微球， 它独特的结构增大了 活性材料与电解质溶液的活性接触面积并且降 低了电解质离子在活性材料体系中的传输路径， 极大的提高材 料的性能。 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 CN 115472803 A 2022.12.13 CN 115472803 A 1.一种基于TMDs的锌离 子电池正极材 料的制备 方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： S1： 制备SiO2微球 S1.1： 将10 ‑20份氨水和500 ‑600份无水乙醇加入至反应釜中， 然后向反应釜中缓慢加 入50‑60份去离子水， 并通过磁力搅拌机进行搅拌， 转速控制在15 0rpm， 得到溶 液A； S1.2： 将20 ‑40份正硅酸乙酯以恒定的速度加入至溶液A中， 当20 ‑40份正硅酸乙酯加入 完毕后， 静置 3‑4h， 得到溶 液B； S1.3： 向溶液B中加入50 ‑60份去离子水， 然后在8000 ‑9000rpm的转速下离心10 ‑20min， 得到溶液C， 再向溶液C中加 入去离子水至离心前的体积， 然后在8000 ‑9000rpm的转速下离 心10‑20min， 重复操作2次， 制得 溶液D； S1.4： 将溶 液D进行烘干， 制得SiO2微球； S2： 制备过渡金属硫属化物纳米片包覆SiO2微球产物； S2.1： 取100 ‑120份过渡金属硫属化物纳米片加入至200 ‑300份乙二胺中， 在20W的功率 下将过渡金属硫属化物纳米片超声分散 至乙二胺， 制得 过渡金属硫属化物分散液； S2.2： 将过渡金属硫属化物分散液加入至水热反应釜中， 再向水热反应釜中加入50 ‑60 份SiO2微球， 控制温度在15 0‑200℃， 进行 水热反应20 ‑30h， 然后冷却至室温， 制得乳浊 液A； S2.3： 将乳浊液A进行真空抽滤， 获得固体产物A， 将固体产物A通过去离子水和无水乙 醇进行清洗， 然后在氩气氛围下， 对固体产物A进行退火处理， 得到过渡金属硫属化物纳米 片包覆SiO2微球产物； S3： 制备二维过渡金属硫属化物中空微球； S3.1： 将过渡金属硫属化物纳米片包覆Si O2微球产物加入至200 ‑300份的10%HF溶液中， 温度提升 至50‑70℃， 反应3 ‑4h， 得到固液混合物 A； S3.2： 将固液混合物A进行过滤， 然后在100 ‑120℃的条件下烘干6 ‑7h， 得到二维过渡金 属硫属化物中空微球； S4： 制备锌离 子电池正极材 料 S4.1： 将40 ‑50份二维过渡金属硫属化物中空微球和50 ‑80份α‑MnO2粉末进行混合， 然后 烧结成型， 制得锌离 子电池正极材 料。 2.根据权利要求1所述的一种基于TMDs的锌离子电池正极材料的制备方法， 其特征在 于， 所述步骤S1.4具体包括以下步骤： S1.4.1： 将溶液D置于容器中， 并通过搅拌机使得溶液D处于顺时针搅拌状态， 再对溶液 D进行水浴加热3 0‑40min， 控制温度为6 0‑70℃， 制得固体产物B； S1.4.2： 在将固体产物B进行高温烘干1 ‑2h， 控制温度在15 0‑170℃。 3.根据权利要求1所述的一种基于TMDs的锌离子电池正极材料的制备方法， 其特征在 于， 所述步骤S1.3还 包括以下步骤： S1.3.1： 向溶液D加入5 ‑8份的5.8mol/L的HCl溶液和40 ‑60份去离子水， 在8000 ‑ 9000rpm的转速下离心10 ‑20min， 重复操作1次， 对溶 液D进一步处理。 4.根据权利要求1所述的一种基于TMDs的锌离子电池正极材料的制备方法， 其特征在 于， 还包括有以下步骤 S5： 引入氧空位 S5.1： 将锌离子电池正极材料置于反应釜中， 将反应釜中的温度提升至100 ‑110℃， 保权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115472803 A 2温持续10‑20min， S5.2： 向反应釜中通入还原性气体， 并控制压强为15 ‑17MPa， 再将温度提升至500 ‑700 ℃， 保温持续反应3 ‑4h。 5.根据权利要求1所述的一种基于TMDs的锌离子电池正极材料的制备方法， 其特征在 于， 所述过渡金属硫属化物纳米片为硒化铋纳米片和碲化铋纳米片中的一种或者两种。 6.根据权利要求1所述的一种基于TMDs的锌离子电池正极材料的制备方法， 其特征在 于， 所述步骤S1.2中， 控制溶 液A处于被搅拌状态。 7.根据权利要求4所述的一种基于TMDs的锌离子电池正极材料的制备方法， 其特征在 于， 所述还原性气体为CO、 NH3和H2中的一种。 8.根据权利要求1所述的一种基于TMDs的锌离子电池正极材料的制备方法， 其特征在 于， 所述步骤S4.1中， 烧结成型的温度控制在120 0‑1500℃。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115472803 A 3