[发明专利]一种Ni(OH)2

说明书

本发明涉及一种Ni(OH)₂‑Ni₂P@碳布复合材料、其制备及应用，属于新能源材料技术领域。所述复合材料是由碳布、碳布上生长的磷化镍纳米片以及基于计时电位法在磷化镍纳米片表面原位重构出的Ni(OH)₂组成，在Ni₂P上重构Ni(OH)₂能够改善对多硫化物的吸附能力以及对穿梭效应的抑制效果，同时在重构过程中能够暴露出更多的活性位点，有利于提高氧化还原动力学，从而能够改善锂硫电池的电化学性能。所述复合材料的制备方法简单，而且该复合材料负载硫后可以形成柔性自支撑的正极材料，在充放电过程中能够适应体积膨胀，并且可以实现高的硫载量，有利于拓宽锂硫电池的应用范围。

技术领域

本发明涉及一种Ni(OH)₂-Ni₂P@碳布复合材料、其制备及应用，属于新能源材料技术领域。

背景技术

日益加剧的能源危机和环境污染问题推进了清洁可再生能源的使用。然而，清洁可再生能源(太阳能、风能、潮汐能等)具有间歇性和地域性的特点，需要配套使用优异的储能系统以便随时随地的进行能源供给。在储能系统中，锂硫电池由于具有2600Wh/kg的高能量密度，1675mAh/g高理论比容量，同时正极活性物质硫单质价格低廉、储量丰富、环境友好，使其成为极具发展前景的新一代储能技术。

然而，锂硫电池由于硫自身的物理化学性质以及复杂的电化学反应，使其在商业化过程中面临诸多挑战：单质硫和硫化锂具有绝缘性；放电过程中硫的锂化导致体积膨胀；中间产物—可溶性多硫化物导致穿梭效应。这些挑战会导致活性物质硫单质的利用率低、容量衰减快速以及库伦效率低等问题。

目前，为了解决上述问题，通常使用石墨烯、碳纳米管等碳材料与硫复合，增强正极材料的导电性、提升物理吸附多硫化物能力并且缓解体积膨胀；同时还会加入具有大量催化活性位点的金属化合物，提高锂硫电池氧化还原反应动力学。其中，金属磷化物具有优异的导电性和一定的化学吸附能力，被广泛的应用在锂硫电池正极材料中。但是金属磷化物对多硫化物的化学吸附能力较弱，对穿梭效应的抑制有限，因此会降低放电比容量低并影响循环稳定性。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种Ni(OH)₂-Ni₂P@碳布复合材料、其制备及应用，通过计时电位法在Ni₂P@碳布表面上原位重构出Ni(OH)₂，能够改善对多硫化物的吸附能力从而提高对穿梭效应的抑制，同时在重构过程中能够暴露出更多的活性位点，提高氧化还原动力学，从而有利于改善锂硫电池的电化学性能；Ni(OH)₂-Ni₂P@碳布复合材料的制备方法简单，而且该复合材料负载硫后可以形成柔性自支撑的正极材料，在充放电过程中能够适应体积膨胀，而且能够实现高的硫载量，有利于提高锂硫电池的能量密度、拓宽锂硫电池的应用范围。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种Ni(OH)₂-Ni₂P@碳布复合材料，所述复合材料是由碳布、碳布上生长的磷化镍纳米片以及基于计时电位法在磷化镍纳米片表面原位重构出的Ni(OH)₂组成。

进一步地，碳布上生长的磷化镍的含量(即重构Ni(OH)₂之前碳布上磷化镍的负载量)为1.5mg/cm²～9mg/cm²。

进一步地，采用如下条件在磷化镍纳米片表面原位重构出的Ni(OH)₂：计时电位法的工作电极电流密度为0.4mA/cm²～2mA/cm²，持续时间为30min～360 min，且电流密度与时间的乘积为1mA·h/cm²～3mA·h/cm²，电解液为0.1mol/L～1 mol/L的KOH水溶液。