本发明属于锂离子电池,具体提供一种以铜矿渣为原材料制备c@氯硫化铁复合锂离子电池负极材料的方法。
背景技术：
1、矿产资源是自然资源中的一种，由于大部分矿产资源的存在形态和地理分布等原因，使其不能直接被利用，需要在人类行为的参与下，如采掘、运输、提炼、加工等，才能服务于生产和生活。但是在资源的开发利用过程中会不可避免的产生矿渣，一些矿渣中含有有毒物质，如铅、汞、砷等，对人体具有极大的危害性，而且伴随的矿渣弃土还会占用土地，污染土壤、大气和水体。自然环境的良性运转，是自然资源持续开发利用的前提，废弃物的再利用对环境的保护十分有利。最近，合金类材料由于其储锂比容量较高、反应电势较低等特点作为锂离子电池负极引起了人们的兴趣。ge能与锂在0.4v左右发生合金化反应产生lige合金，但是由于完全锂化之后的产物是无定形的，难以鉴定产物是否为1:1的lige合金；pb也能与锂发生一系列的合金化反应，但是由于pb属于重金属，对环境有污染；as能与锂形成li3as合金，但是as的毒性很大，无法实际应用。其中二维层状材料，由阴离子片层和阳离子层交织而成，也一直是科学界和化学工业研究的对象。biocl就是这样一种具有层状四方晶体的候选材料：由沿c轴的两片氯离子之间交替堆叠的[bi2o2]2+片层组成的结构。这种结构可以提供沿离子层和离子层之间的快速扩散路径。此外，层状结构特征可以为锂离子的嵌入和脱出提供大的容纳空间，bi还可以与锂形成li3bi合金，但是由于bi的原子质量较大，其理论比容量较低且铋元素在地壳中含量较低(0.5～1.0mmol/kg)这使其成为一种相当稀少的元素。作为铜矿渣内含量最多的金属-铁(fe)与bi相比，fe3+的离子半径比小，可以在离子层内产生开放的体积，以便在li+的嵌入/脱出过程中更快地扩散。而且s由于其可以与锂形成li2s可作为活性物质，发生可逆的电化学反应，其反应电势电位较高，且具有较高的比容量(1163mah/g)，同时fe纳米颗粒也可提高li2s的导电性。因此,通过在合金类材料中引入铜矿渣中提炼出的铁元素并与硫元素结合不仅可以缓解贵金属的能源稀缺问题，提升电池的库伦效率与容量，还使铜矿渣变废为宝，极大减少其对环境与人体的伤害。
技术实现思路
1、本发明为了寻找一种以铜矿渣为原材料c@氯硫化铁复合锂离子电池负极材料的制备工艺，以满足保护环境与提升锂离子电池性能的需要，作为解决方案，本发明提供了一种制备方法，该方法通过使用对铜矿渣处理后得到的产物与硫化钠或硫代乙酰胺高压高温混合，得到的以铜矿渣为原材料c@氯硫化铁复合锂离子电池负极材料在电流密度0.2a/g电流下首效高达76.11％，第一圈放电比容量达到1480.5mah/g。
2、1、一种以铜矿渣为原材料制备c@氯硫化铁复合锂离子电池负极材料的方法，按照以下步骤进行：
3、一、将铜矿渣与硝酸均匀混合，待反应完全后将上层果冻状凝胶物去除，将剩余产物用无水乙醇和去离子水先后清洗至ph值为5～9，铜矿渣与硝酸的比例为1g：0.00001l～1g：0.1l，硝酸的浓度为0.001～16mol/l；
4、二、将步骤一的产物与木炭按1：1～1：10的质量比研磨均匀，然后将混合物转移至管式炉中，在氮气条件下加热到500～1200℃，保温1～10h；
5、三、用无水乙醇和去离子水先后洗涤步骤二的产物至ph值为5～9，过滤、干燥后将其与盐酸均匀混合，用磁力搅拌器转速在50～500r/min下搅拌10～1000min，干燥后产物与盐酸的比例为1g：0.0001l～1g：0.1l，盐酸的浓度为0.001～12mol/l；
6、四、用氨水调节步骤三的产物至ph值为5～9，得到c和fecl3的悬浊液；
7、五、向步骤四的悬浊液中加入一定量的表面活性剂聚乙二醇2000，搅拌至表面活性剂完全溶解后加入硫化钠或硫代乙酰胺溶液，用磁力搅拌器转速在50～500r/min下搅拌10～60min，聚乙二醇2000在悬浊液中的添加量为0.001～100g/l，硫化钠或硫代乙酰胺溶液浓度为0.0001～5mol/l，硫化钠或硫代乙酰胺溶液与悬浊液的体积比为0.1:1～10:1l；
8、六、将步骤五的混合溶液转入高压釜中，加热到80～250℃，保温10～30h；
9、七、用无水乙醇和去离子水先后洗涤步骤六的产物至ph值为5～9；
10、八、将步骤七得到的产物放入真空干燥箱中，在50～100℃条件下保温8～20h即得以铜矿渣为原材料c@氯硫化铁复合锂离子电池负极材料。
11、本制备方法具有对环境友好、成本低廉和重复性高等优点,得到的以铜矿渣为原材料c@氯硫化铁复合锂离子电池负极材料不仅解决了传统合金类锂离子电池负极材料的资源存储量少、价格昂贵、理论比容量低、毒性高等问题，还降低了难以处理的铜矿渣对于环境和人体的危害性。
1.一种以铜矿渣为原材料制备c@氯硫化铁复合锂离子电池负极材料的方法，按照以下步骤进行：
