[發(fā)明專利]一種四硫化三釩/氮摻雜碳球形核殼結(jié)構(gòu)材料及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110529176.6
• 申請(qǐng)日: 2021-05-14
• 公開（公告）號(hào): CN113410439B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊成浩;黃倩暉;吳理覺;汪華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué);廣東佳納能源科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/36
• 分類號(hào): H01M4/36;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/054;C01B32/05;C01G31/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;江裕強(qiáng)

1.一種四硫化三釩/氮摻雜碳球形核殼結(jié)構(gòu)材料作為鉀離子電池負(fù)極材料的應(yīng)用，其特征在于，所述四硫化三釩/氮摻雜碳球形核殼結(jié)構(gòu)材料包括四硫化三釩和氮摻雜碳球形核殼，所述四硫化三釩為空心球結(jié)構(gòu)，所述四硫化三釩表面包覆了氮摻雜碳球形核殼；

所述的四硫化三釩/氮摻雜碳球形核殼結(jié)構(gòu)材料的制備方法包括以下步驟：

(1)將釩源、碳源和雙氧水加入到醇溶劑中進(jìn)行水熱反應(yīng)，得到懸浮液A；所述水熱反應(yīng)的溫度為120～200℃，水熱反應(yīng)的時(shí)間為18～30h；

(2)將步驟(1)所述懸浮液A離心洗滌、干燥，在還原氣氛下熱處理得到三氧化二釩/碳球形核殼結(jié)構(gòu)材料；所述熱處理的溫度為500～700℃，時(shí)間為3～5h；

(3)將步驟(2)所述三氧化二釩/碳球形核殼結(jié)構(gòu)材料在保護(hù)氣氛下加入硫源和氮源，熱處理即得到四硫化三釩/氮摻雜碳球形核殼結(jié)構(gòu)材料；所述熱處理的溫度為400～600℃，時(shí)間為1～3h。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于，步驟(1)中加入的釩源為乙酰丙酮釩、五氧化二釩、偏釩酸銨、三異丙氧基氧化釩、硫酸氧釩、三氯氧釩中的一種；所述碳源為糖類或者有機(jī)酸類中的一種；所述醇溶劑為甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇或丙三醇中的一種；所述雙氧水的質(zhì)量濃度控制在6～12％；所述雙氧水的體積和醇溶劑的體積比為1/6～1/2；所述釩源中釩元素與碳源中碳元素的摩爾比控制在1:1～30。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用，其特征在于，所述糖類為葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、海藻糖、木糖；所述有機(jī)酸類為酒石酸、草酸、蘋果酸、檸檬酸、抗壞血酸、水楊酸、苯甲酸。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于，步驟(2)所述還原氣氛為氮?dú)?氫氣混合氣或氬氣/氫氣混合氣，其中氮?dú)饣驓鍤獾谋壤秊?％～95％；步驟(3)中所述的保護(hù)氣氛為氮?dú)?氫氣混合氣或氬氣/氫氣混合氣，其中氮?dú)饣驓鍤獾谋壤秊?％～95％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于，步驟(3)中所述硫源為硫粉、硫代乙酰胺、硫脲中的一種；步驟(3)中所述三氧化二釩/碳球形核殼結(jié)構(gòu)材料和硫源的質(zhì)量比為1:10～30，所述三氧化二釩/碳球形核殼結(jié)構(gòu)材料和氮源的質(zhì)量比為1:1～20，所述氮源為尿素。