[發明專利]一種柔性硫氮共摻雜多孔碳纖維復合電極材料及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202010041180.3
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111211307B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 陳堅;陳達明;沈夢瑤
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/58;H01M4/583;H01M4/587;H01M10/0525;H01M10/054
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 楊曉莉

1.一種柔性硫氮共摻雜多孔碳纖維復合電極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）以聚丙烯腈PAN和金屬氧化物MOx為原料，通過靜電紡絲得到柔性氧化物納米纖維MOx@PAN；所述金屬氧化物為ZnO、NiO、Fe₂O₃和Co₃O₄中的一種或者多種；

（2）將步驟（1）得到的柔性氧化物納米纖維MOx@PAN和升華硫混合，惰性氣氛下進行高溫熱處理后自然降溫，得到柔性金屬硫化物納米碳纖維MSx@NCF；所述高溫熱處理是指以2-6 ℃/min的速度升溫至600-900 ℃，之后保溫2-6個小時，最后自然降溫；

（3）用酸浸泡刻蝕步驟（2）得到的柔性金屬硫化物納米碳纖維MSx@NCF，清洗干燥，得到柔性硫氮共摻雜多孔碳纖維(SNCF)復合電極材料。

2.根據權利要求1所述的柔性硫氮共摻雜多孔碳纖維復合電極材料的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，在室溫條件下，先將金屬氧化物MO_x溶解于N，N-二甲基甲酰胺DMF中超聲得到均勻溶液，然后將聚丙烯腈PAN粉末加入上述溶液中攪拌均勻，接著利用靜電紡絲儀器紡絲得到柔性氧化物納米纖維 MO_x@PAN。

3.根據權利要求2 所述的柔性硫氮共摻雜多孔碳纖維復合電極材料的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，所述金屬氧化物質量為1.2-3.6 g，DMF體積為8-15 mL，PAN的質量為0.6-1.2 g。

4.根據權利要求1所述的柔性硫氮共摻雜多孔碳纖維復合電極材料的制備方法，其特征在于，所述靜電紡絲條件為：電壓為10-20 kV、溫度為25-60 ℃、推注速度為0.1-0.3 mm/min。

5.根據權利要求1所述的柔性硫氮共摻雜多孔碳纖維復合電極材料的制備方法，其特征在于，步驟（2）中，所述MO_x@PAN和升華硫的質量比為1:1-3。

6.根據權利要求1所述的柔性硫氮共摻雜多孔碳纖維復合電極材料的制備方法，其特征在于，步驟（3）中，所述酸為鹽酸、硝酸、乙酸或者硫酸中的一種，濃度為0.5-2 mol/L，體積為100-500 mL，浸泡的時間為12-48 h。

7.權利要求1-6中任一所述方法制備所得柔性硫氮共摻雜多孔碳纖維復合電極材料。

8.權利要求7所述柔性硫氮共摻雜多孔碳纖維復合電極材料在制備負極材料中的應用。