[發明專利]一種雙層碳包覆鈷基/鈷基硫屬復合電極材料、制備方法、應用

有效

• 申請號: 202110897576.2
• 申請日: 2021-08-05
• 公開（公告）號: CN113793932B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 段軍飛;閆天賜;王永康;陳召勇
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: H01M4/38
• 分類號: H01M4/38;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/052;C01B32/05;C01B32/16;C01B32/168;C01B19/04;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 劉雪蓮

1.一種雙層碳包覆鈷基復合電極材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：將鈷鹽、鋅鹽溶于水中，攪拌均勻后加入2-甲基咪唑溶液，攪拌、離心分離得到沉淀物，干燥，得無機-有機雜化前驅體；所述鈷鹽與所述鋅鹽的質量比為0.5-2：1；

步驟二：將步驟一所得的無機-有機雜化前驅體和三聚氰胺分散于溶劑中，攪拌混勻后，離心收集沉淀樣品；所述無機-有機雜化前驅體與所述三聚氰胺的質量比為0.2-5：1；

步驟三：將步驟二所得的沉淀樣品，加熱至800℃并保溫1-3h，所述沉淀樣品的升溫速率為?1-3℃/min；冷卻至室溫后，即得雙層碳包覆鈷基復合電極材料。

2.根據權利要求1所述的雙層碳包覆鈷基復合電極材料的制備方法，其特征在于，步驟二的所述溶劑為乙醇、水、甲醇和異丙醇中的一種或幾種。

3.一種根據權利要求1-2任一項所述的制備方法制備得到的雙層碳包覆鈷基復合電極材料，其特征在于，所述復合電極材料為核殼結構，包括內核和外殼，所述內核為鈷金屬納米顆粒，所述外殼為碳包覆層，所述碳包覆層包括碳納米管和由g-C₃N₄生成的非晶形碳層。

4.一種雙層碳包覆鈷基硫屬化合物復合電極材料的制備方法，其特征在于，包括權利要求1-2任一項所述的雙層碳包覆鈷基復合電極材料的制備方法；

還包括步驟四：將步驟三中得到的雙層碳包覆鈷基復合電極材料與硫粉或硒粉混合均勻，控制溫度在260℃～300℃，保持30?min～60?min，升溫至500℃～800℃，反應?4?h～8h，冷卻即得到雙層碳包覆鈷基硫屬化合物復合電極材料；升溫至500℃～800℃的升溫速率為3-10℃/min。

5.一種根據權利要求4所述的制備方法制備得到的雙層碳包覆鈷基硫屬化合物復合電極材料，其特征在于，所述復合電極材料為核殼結構，包括內核和外殼，所述內核為鈷基硫屬化合物納米顆粒，所述外殼為碳包覆層，所述碳包覆層包括碳納米管和由g-C₃N₄生成的非晶形碳層。

6.權利要求3或權利要求5所述復合電極材料在鋰電池中的應用。

7.一種鋰電池，其特征在于，含有權利要求3或權利要求5所述復合電極材料。