[发明专利]一种SnS/CNTs/S复合材料及其制备方法以及应用

说明书

本发明提供了一种SnS/CNTs/S复合材料的制备方法，包括以下步骤：将SnS粉体、CNTs和S混合研磨后在惰性气氛条件下进行烧结，得到SnS/CNTs/S复合材料。本发明在复合材料中碳纳米管可以有效提高材料的导电性，并且碳纳米管能够有效的与SnS、S结合，缓解体积膨胀。SnS具有很强的吸附作用，可以抑制锂硫电池中的穿梭效应，提高材料的电化学性能。

技术领域

本发明属于锂硫电池技术领域，具体涉及一种SnS/CNTs/S复合材料及其制备方法以及应用。

背景技术

随着社会的发展，便携式电子设备、可穿戴电子设备以及新能源汽车等领域对电池的容量要求越来越高。目前传统的锂离子电池越来越难满足目前的应用需求。硫正极材料具有很高的理论比容量(1672mAh/g)和能量密度(2600Wh/kg)，并且具有成本低廉、储量丰富、绿色环保等优点，因此利用锂硫电池进行电能存储是一种可行性方案。

但是硫电极在实际应用中还存在一些问题，如电导率较低，这可能需要与其他导电性好的材料复合做正极，这就会降低硫的利用率。其次硫在充电过程中，体积膨胀严重，这会破坏材料的结构，导致低的库伦效率。而且在充放电过程中产生的多硫化物易溶于有机电解液，会在正负极之间来回迁移，导致材料的库伦效率降低，容量衰减迅速。这些问题极大的限制了锂硫电池的发展和应用。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种SnS/CNTs/S复合材料及其制备方法以及应用，本发明提供的SnS/CNTs/S复合材料具有高比容量、良好的循环性能和倍率性能。

本发明提供了一种SnS/CNTs/S复合材料的制备方法，包括以下步骤：

将SnS粉体、CNTs和S混合研磨后在惰性气氛条件下进行烧结，得到SnS/CNTs/S复合材料。

优选的，所述SnS粉体按照如下方法进行制备：

A)向氯化亚锡水溶液中通入H₂S气体，得到SnS沉淀；

B)将所述SnS沉淀清洗后烘干，得到SnS粉体。

优选的，所述SnS粉体、CNTs和S的质量比为(4-6):1：(3～5)。

优选的，所述惰性气氛条件选自氩气、氦气、氙气中的一种。

优选的，在100～240℃下烧结6～14h。

本发明还提供了一种上述制备方法制备得到的SnS/CNTs/S复合材料。

本发明还提供了一种锂硫电池，包括上述制备方法制备得到的SnS/CNTs/S复合材料。

与现有技术相比，本发明提供了一种SnS/CNTs/S复合材料的制备方法，包括以下步骤：将SnS粉体、CNTs和S混合研磨后在惰性气氛条件下进行烧结，得到SnS/CNTs/S复合材料。本发明在复合材料中碳纳米管可以有效提高材料的导电性，并且碳纳米管能够有效的与SnS、S结合，缓解体积膨胀。SnS具有很强的吸附作用，可以抑制锂硫电池中的穿梭效应，提高材料的电化学性能。

本发明将制得的复合材料作为正极组装了扣式电池进行测试，电化学结果显示，SnS/CNTs/S正极材料1C放电比容量可以达到921.3mAh/g，经过100周1C循环后，SnS/CNTs/S正极材料容量保持在807.1mAh/g。

附图说明

图1为本发明中不同材料的电化学倍率性能图；

图2为本发明中不同材料1C倍率下的电化学容量图；

图3为本发明中不同材料电化学阻抗图谱。

具体实施方式