[发明专利]一种S@NPC/CNT复合材料及其制备方法和应用在审
| 申请号： | 201811602372.6 | 申请日： | 2018-12-26 |
| 公开（公告）号： | CN109686951A | 公开（公告）日： | 2019-04-26 |
| 发明（设计）人： | 刘又年;许颖;马路;张梦源;李亚娟 | 申请（专利权）人： | 中南大学 |
| 主分类号： | H01M4/36 | 分类号： | H01M4/36;H01M4/38 |
| 代理公司： | 长沙市融智专利事务所(普通合伙) 43114 | 代理人： | 魏娟 |
| 地址： | 410083 湖南*** | 国省代码： | 湖南;43 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 复合材料 氮掺杂 碳材料 制备方法和应用 锂硫电池 多孔碳 电化学性能 过渡金属盐 材料表现 水混合液 碳纳米管 有机骨架 有机配体 正极材料 双金属 酸处理 甲醇 熔融 制备 煅烧 电池 扩散 应用 | ||
1.一种S@NPC/CNT复合材料，其特征在于：所述S@NPC/CNT复合材料由NPC/CNT复合材料经载硫获得，所述NPC/CNT复合材料由氮掺杂多孔碳与碳纳米管交织组成，所述氮掺杂多孔碳为由金属有机骨架衍生的碳材料，所述金属有机骨架中的金属为锌和/或钴。
2.根据权利要求1所述的一种S@NPC/CNT复合材料，其特征在于：所述S@NPC/CNT复合材料的载硫量为75％～95％。
3.制备如权利要求1或2所述的一种S@NPC/CNT复合材料的方法，其特征在于：将金属盐加入甲醇-水混合溶液中获得混合液，然后在混合液中依次加入有机配体、碳纳米管获得料液，搅拌反应后，经固液分离、干燥后获得ZIFs//CNT复合材料，ZIFs/CNT复合材料经煅烧、酸洗获得NPC/CNT复合材料，NPC/CNT复合材料载硫后即得S@NPC/CNT复合材料；所述金属盐为锌盐和/或钴盐。
4.根据权利要求3所述的一种S@NPC/CNT复合材料的制备方法，其特征在于：所述锌盐选自硝酸锌、乙酸锌、氯化锌中的至少一种，所述钴盐选自硝酸钴、乙酸钴、氯化钴中的至少一种；当混合液中，含有锌盐和钴盐时，按摩尔比计，锌盐:钴盐＝1:1～5。
5.根据权利要求3所述的一种S@NPC/CNT复合材料的制备方法，其特征在于：所述甲醇和水的混合溶液中，甲醇和水的体积比为1～7：1。
6.根据权利要求3所述的一种S@NPC/CNT复合材料的制备方法，其特征在于：所述有机配体选自2-甲基咪唑、苯并咪唑中的至少一种；所述有机配体与金属盐的摩尔量之比为1～5:1。
所述碳纳米管选自多壁碳纳米管和/或单壁碳纳米管，所述碳纳米管的直径为20-40nm，所述的碳纳米管与有机配体的质量比为1:6～12。
7.根据权利要求3所述的一种S@NPC/CNT复合材料的制备方法，其特征在于：所述ZIFs//CNT复合材料在保护气氛下煅烧，所述煅烧温度为600～900℃。
8.根据权利要求3所述的一种S@NPC/CNT复合材料的制备方法，其特征在于：所述酸洗的酸溶液选自盐酸、硫酸、硝酸中的至少一种，优选为盐酸，所述盐酸的浓度为1～5mol/L。
9.根据权利要求3所述的一种S@NPC/CNT复合材料的制备方法，其特征在于：所述NPC/CNT复合材料载硫过程为，将NPC/CNT复合材料与硫粉混合获得混合物，研磨15～30min，然后加热至150～180℃，保温10～15h，即获得S@NPC/CNT复合材料；所述混合物中，NPC/CNT复合材料与硫粉的质量比为1:7～9。
10.根据权利要求1或2所述的一种S@NPC/CNT复合材料的应用，其特征在于，将S@NPC/CNT复合材料作为正极材料应用于锂硫电池。
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