[發明專利]一種NiCoSe/碳布/S復合鋰硫電池正極材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202210404882.2
• 申請日: 2022-04-18
• 公開（公告）號: CN114824275A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 任慢慢;王賀;蘇晗;劉偉良;楊銘志;馬文慶
• 申請（專利權）人: 齊魯工業大學
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/38;H01M4/04;H01M10/052
• 代理公司: 濟南格源知識產權代理有限公司 37306
• 代理人: 張蕾

1.一種NiCoSe/碳布/S復合鋰硫電池正極材料，其特征在于，所述正極材料以碳纖維布作為三維碳材料導電網絡，所述碳纖維布上復合NiCoSe形成NiCoSe/碳布復合材料，單質硫負載在所述NiCoSe/碳布復合材料上，所述NiCoSe為具有蜂窩狀結構的鈷鎳雙金屬硒化物。

2.根據權利要求1所述的NiCoSe/碳布/S復合鋰硫電池正極材料，其特征在于，所述正極材料具有三維蜂窩狀結構。

3.一種NiCoSe/碳布/S復合鋰硫電池正極材料的制備方法，其特征在于，具體步驟如下：

（1）準備一塊裁剪好的碳布用丙酮、乙醇、去離子水分別超聲處理，干燥，然后煅燒，得到預處理的碳布；

（2）將鈷鹽和鎳鹽加入到甲醇溶液中，攪拌溶解；

（3）將2-甲基咪唑加入到甲醇中溶液，攪拌溶解；

（4）將步驟（3）所得溶液加入到步驟（2）所得溶液中，攪拌，再將其和步驟（1）中預處理的碳布一同轉入反應容器中進行反應，得到熱處理后的碳布；

（5）將步驟（4）所得熱處理后的碳布進行沖洗，干燥；

（6）將步驟（5）中干燥好的碳布與硒源進行硒化；

（7）將硫粉溶于二硫化碳攪拌后獲得均勻溶液；

（8）將步驟（6）硒化處理后的碳布置于步驟（7）均勻溶液中靜置，干燥，即可獲得CoNiSe/碳布/S復合的鋰硫電池正極材料。

4.根據權利要求3所述的NiCoSe/碳布/S復合鋰硫電池正極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟（1）中，煅燒條件為：在氬氣氣氛下900℃，煅燒2-3 h。

5.根據權利要求3所述的NiCoSe/碳布/S復合鋰硫電池正極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟（2）中，所述鈷鹽為六水合硝酸鈷，所述鎳鹽為六水合硝酸鎳。

6.根據權利要求5所述的NiCoSe/碳布/S復合鋰硫電池正極材料的制備方法，其特征在于所述鈷鹽與鎳鹽的摩爾比為（1.0～2.0）：（0.5～1.5）；所述鈷鹽與甲醇的質量體積比為（0.3～0.6）：（20～40）；所述鎳鹽與甲醇的質量體積比為（0.15～0.45）：（10～30）。

7.根據權利要求3所述的NiCoSe/碳布/S復合鋰硫電池正極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟（3）中，2-甲基咪唑與甲醇的質量體積比為(1.64～4.92):(10～30)。

8.根據權利要求3所述的NiCoSe/碳布/S復合鋰硫電池正極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟（4）中，反應容器為高壓反應釜，高壓反應釜中反應溫度為100℃～150℃，反應時間為8～16 h。

9.根據權利要求3所述的NiCoSe/碳布/S復合鋰硫電池正極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟（5）中，熱處理后的碳布使用乙醇進行沖洗，沖洗次數為2～4次，將清洗后的碳布放入烘箱中80℃干燥。

10.根據權利要求3所述的NiCoSe/碳布/S復合鋰硫電池正極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟（6）中，硒源為硒粉，碳布與0.3～0.6 g硒粉置于管式爐中進行硒化，溫度為500～600℃，保溫時間為2～3h。