[發明專利]一種泡沫鎳負載的納米花球狀碳硫復合鋰硫電池正極材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201610186534.7
• 申請日: 2016-03-29
• 公開（公告）號: CN105789585B
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 夏新輝;李書涵;涂江平;王秀麗
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/583;H01M10/052
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司33224
• 代理人: 陳升華

1.一種泡沫鎳負載的納米花球狀碳硫復合鋰硫電池正極材料，其特征在于，包括泡沫鎳基片、設置在泡沫鎳基片上且復合交聯的碳納米片和碳納米球以及填充在碳納米片和碳納米球上的硫；

所述的泡沫鎳負載的納米花球狀碳硫復合鋰硫電池正極材料根據以下步驟制備得到：

1)將六水合硝酸鋅、尿素和氟化銨溶于水中，混合均勻，形成均一溶液，然后將泡沫鎳基片浸入均一溶液中，進行第一次水熱反應，第一次水熱反應溫度為90～150℃，第一次水熱反應時間為6～9小時，第一次水熱反應產物經洗滌、烘干、熱處理后，得到泡沫鎳負載的氧化鋅納米片；

2)以步驟1)制備的泡沫鎳負載的氧化鋅納米片為犧牲模板，將其浸入葡萄糖水溶液，進行第二次水熱反應，第二次水熱反應溫度為180～240℃，第二次水熱反應時間為3～6小時，第二次水熱反應產物經洗滌、烘干、熱處理后，制得泡沫鎳負載的碳納米片和碳納米球的復合材料；

3)將含硫的二硫化碳飽和溶液均勻滴加于步驟2)制備的泡沫鎳負載的碳納米片和碳納米球的復合材料上，單位面積硫負載質量1～5mg/cm²，在155～165℃反應3～6小時，經反應后，得到泡沫鎳負載的納米花球狀碳硫復合正極材料。

2.根據權利要求1所述的泡沫鎳負載的納米花球狀碳硫復合鋰硫電池正極材料，其特征在于，所述的碳納米片的厚度為10～50nm，所述的碳納米球的直徑為100～800nm。

3.根據權利要求1所述的泡沫鎳負載的納米花球狀碳硫復合鋰硫電池正極材料，其特征在于，步驟1)中，所述的六水合硝酸鋅、尿素和氟化銨的質量比為0.6-1.8：0.6-1.8：0.15-0.45。

4.根據權利要求1所述的泡沫鎳負載的納米花球狀碳硫復合鋰硫電池正極材料，其特征在于，步驟1)中，所述的熱處理的條件為：在氬氣中經500～800℃熱處理1～3小時。

5.根據權利要求1所述的泡沫鎳負載的納米花球狀碳硫復合鋰硫電池正極材料，其特征在于，步驟2)中，所述的葡萄糖水溶液的濃度為0.1～2mol/L。

6.根據權利要求1所述的泡沫鎳負載的納米花球狀碳硫復合鋰硫電池正極材料，其特征在于，步驟2)中，所述的熱處理的條件為：在氬氣中經500～800℃熱處理1～3小時。