[發明專利]新型多孔骨架MIL-101(Cr)@S/石墨烯鋰硫電池正極復合材料的制備方法

無效

• 申請號: 201210235257.6
• 申請日: 2012-07-09
• 公開（公告）號: CN102751494A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 趙禎霞;施志聰;陳國華;鄧勝男
• 申請（專利權）人: 廣州市香港科大霍英東研究院
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58;H01M4/583
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.采用熔融擴散法制備高容量和優良循環性能的金屬有機骨架MIL-101(Cr)S/石墨烯復合物的制備方法，其特征在于：利用以MIL-101(Cr)超高的比表面積、孔融和規整的中微雙孔的三維骨架結構，將硫組分以納米顆粒的形式吸附于孔道之中，起到固硫和分散硫的雙重作用，再利用石墨烯優異的導電性提高材料整體的導電性、以解決鋰硫電池的正極材料中活性組分硫導電性差所導致的硫組分利用率低、極化大以及在電解液中的溶解所導致電池容量衰減過快的等問題，包括如下步驟：

(1)?MIL-101(Cr)金屬有機骨架材料的合成：

將2.0-2.4?g的Cr(NO₃)₃·9H₂O和0.833-0.996?g的對苯二酸H₂BDC溶解于30-50mL去離子水中，再加入0.26?-0.30?mL的HF，充分溶解后將溶液移入50-100?mL容量的聚四氟乙烯反應罐內，再將反應罐置于不銹鋼外套中并密封；將反應罐放入程序升溫爐中進行水熱反應，升溫程序為：以5-10?oC/min將溶液從室溫加熱至210-220?oC，并保持8-10?h，之后再以0.4-0.6?oC/min的降溫速率將溶液降至室溫；待溶液冷卻至室溫后，將結晶物依次進行水洗、二甲基甲酰胺（DMF）洗和乙醇洗后離心，過濾，干燥，制得MIL-101(Cr)金屬有機骨架材料

(2)?金屬有機骨架MIL-101(Cr)S復合材料的制備：

將重量比例為(1.6-3.2)S/1.0MIL-101(Cr)的硫和MIL-101(Cr)球磨混料，然后將球磨后的粉末放入程序升溫爐中進行熱處理，最終得到MIL-101(Cr)S復合材料

(3)?MIL-101(Cr)S/石墨烯復合材料的制備：

將重量比例為1.0石墨烯（商用）/(2-10)?MIL-101(Cr)S球磨混料，150-200?°C烘干，最終得到MIL-101(Cr)S/石墨烯復合材料。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟（2）所述硫和MIL-101(Cr)的重量比為：1.6-3.2/1.0。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（2）中，所述球磨條件為：轉速為250-400轉/min；球磨時間為2-6?小時。

4.根據權利要求1中所述的制備方法，其特征在于，步驟（2）中，所述程序升溫的過程包括以下步驟：

(1)?升溫過程：以0.3-1.0?oC/min的速度將球磨后的粉末從室溫升至150-200?oC；

(2)?恒溫過程：將MIL-101(Cr)和硫的共混體在150-200?oC保持1-3?h；

(3)?降溫過程：以5-10?oC/min的速度將前驅體溶液從150-200?oC降至室溫。

5.根據權利要求1中所述的制備方法，其特征在于，步驟（3）中，所述球磨條件為：轉速為100-400轉/min；球磨時間為1-5?小時。

6.根據權利要求1中所述的制備方法，其特征在于，步驟（3）中，所述MIL-101(Cr)S/石墨烯復合材料的烘干條件為：干燥溫度為：150-200?oC；干燥時間為：3-10?h。