[發明專利]一種微米二硫化鈷復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 202010698335.0
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111924887B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 趙碩;魯建豪;薛杉杉;吳略韜;斯宏梁;黃宗樂
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C01G51/00
• 分類號: C01G51/00;C01B32/05;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/052;H01M10/0525;H01M10/054;B82Y40/00
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

1.一種微米二硫化鈷復合材料的制備方法，其特征在于，具體步驟為：

（1）制備ZIF-67與碳納米管復合前驅體：將鈷鹽、含氮有機配體與碳納米管漿料溶解在溶劑中，混合均勻后進行溶劑熱反應，溫度為40-60 ℃，反應時間6-12 h，得到ZIF-67與碳納米管原位復合前驅體；所述碳納米管漿料是將多壁碳納米管以2-7 %質量百分數溶解于N-甲基吡咯烷酮中，再經過200-800 r/min真空研磨得到；

（2）對步驟（1）制備的ZIF-67與碳納米管復合前驅體進行限域碳化：將步驟（1）制備的ZIF-67與碳納米管復合前驅體在真空環境中緩慢加熱處理，得到多孔十二面體復合中間產物；所述的加熱處理包括升溫速率1-3 ℃/min，加熱處理溫度為400-500 ℃，保溫時間0.5-2 h，真空環境的真空度1-5 Pa；

（3）對步驟（2）得到的多孔十二面體復合中間產物進行限域硫化：將步驟（2）得到的多孔十二面體復合中間產物與硫源混合，并在保護氣氛氬氣或者氮氣中加熱處理，所得產物再通過二硫化碳和甲醇的充分洗滌，真空干燥，得到具有表面官能團修飾的微米二硫化鈷復合材料；所述的加熱處理包括升溫速率為1-2 ℃/min，加熱處理溫度為200-400 ℃，保溫時間為1-2 h。

2.根據權利要求1所述的微米二硫化鈷復合材料的制備方法，其特征在于，所述鈷鹽選自硝酸鈷、氯化鈷、硫酸鈷、氟化鈷、四水合草酸鈷、二水合甲酸鈷、丙酸鈷中的一種或多種；所述含氮有機配體選自2-甲基咪唑、2-硝基咪唑、2-吡啶甲酸、吡啶-2,3-二羧酸中的一種或多種；所述溶劑選自甲醇、乙醇、乙二醇、二乙二醇、2-甲基甲酰胺中的一種或多種。

3.根據權利要求1或2所述的微米二硫化鈷復合材料的制備方法，其特征在于，所述鈷鹽與含氮有機配體的摩爾比為1:(0.5-2.5)；所述鈷鹽與含氮有機配體的總質量與碳納米管漿料的質量比為1:(0.5-5)。

4.根據權利要求1所述的微米二硫化鈷復合材料的制備方法，其特征在于，所述的硫源選自硫粉、硫代乙酰胺、硫代氨基脲、硫溶于二硫化碳溶液中的一種或多種，其中多孔十二面體復合中間產物中鈷原子與硫源中硫原子的摩爾比為1:(2.5-4.5)。

5.如權利要求1所述的微米二硫化鈷復合材料制備方法得到的微米二硫化鈷復合材料的用途，其特征在于，用于鋰離子電池或者鈉離子電池的電極材料；或者用于金屬鋰或者金屬鈉電池的電極材料；或者用于包含鋰離子和鈉離子的雙離子電池的電極材料。