[發明專利]一種基于金屬有機分子籠構筑的納米堿金屬硫化物/碳復合正極材料及其合成方法

有效

• 申請號: 201910373343.5
• 申請日: 2019-05-07
• 公開（公告）號: CN110137455B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 王治宇;邱介山;于明亮
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/052
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 李曉亮;潘迅

1.一種基于金屬有機分子籠構筑的納米堿金屬硫化物/碳復合正極材料的合成方法，其特征在于，所述的堿金屬硫化物/碳復合正極材料由均勻鑲嵌堿金屬硫化物超細納米顆粒與氧化還原催化劑納米顆粒的納米碳顆粒組成；尺寸在100-500nm之間；堿金屬硫化物與氧化還原催化劑的尺寸均在5nm以下，負載量分別在50-70wt.％與5-25wt.％之間；

所述的合成方法，包括以下步驟：

1)將無機堿金屬鹽、鋅鹽或鈷鹽、有機咪唑酯加入溶劑中，攪拌后在20-30℃溫度下反應2-24h，獲得內部包含無機堿金屬鹽分子團簇的有序金屬有機分子籠復合結構；其中，無機堿金屬鹽的濃度為0.8-2.0M；鋅或鈷鹽的濃度為0.05-0.25M；有機咪唑酯的濃度為0.5-3.0M；有機咪唑酯與鋅或鈷鹽的摩爾比為2-12:1；

2)將步驟1)中得到的復合結構在保護氣氛中于700-800℃煅燒2-8h，獲得鑲嵌堿金屬硫化物超細納米顆粒與氧化還原催化劑納米顆粒的堿金屬硫化物/碳復合正極材料。

2.根據權利要求1所述的一種基于金屬有機分子籠構筑的納米堿金屬硫化物/碳復合正極材料的合成方法，其特征在于，所述的氧化還原催化劑包括硫化鋅、鈷單質中至少一種。

3.根據權利要求1所述的一種基于金屬有機分子籠構筑的納米堿金屬硫化物/碳復合正極材料的合成方法，其特征在于，所述的無機堿金屬鹽為鋰、鈉、鉀的硫酸鹽或其水合物中至少一種。

4.根據權利要求1所述的一種基于金屬有機分子籠構筑的納米堿金屬硫化物/碳復合正極材料的合成方法，其特征在于，所述的鋅鹽為乙酸鋅或其水合物、硝酸鋅或其水合物、氯化鋅或其水合物中至少一種，鈷鹽為乙酸鈷或其水合物、硝酸鈷或其水合物、氯化鈷或其水合物中至少一種。

5.根據權利要求1所述的一種基于金屬有機分子籠構筑的納米堿金屬硫化物/碳復合正極材料的合成方法，其特征在于，所述的有機咪唑酯為2-甲基咪唑。

6.根據權利要求1所述的一種基于金屬有機分子籠構筑的納米堿金屬硫化物/碳復合正極材料的合成方法，其特征在于，所述的溶劑為水、甲醇、乙醇中至少一種。

7.根據權利要求1所述的一種基于金屬有機分子籠構筑的納米堿金屬硫化物/碳復合正極材料的合成方法，其特征在于，所述煅燒的氣氛為氬氣或氫/氬混合氣中至少一種。