一种硫化铁-碳复合电极材料的制备方法、所得电极及其应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112700968A(43)申请公布日2021.04.23(21)申请号202011485982.X(22)申请日2020.12.16(71)申请人安徽工业大学地址243002安徽省马鞍山市湖东路59号(72)发明人李俊哲孙文超秦清清陈翔马扬洲马连波(74)专利代理机构合肥顺超知识产权代理事务所(特殊普通合伙)34120代理人徐文恭(51)Int.Cl.H01G11/30(2013.01)H01G11/32(2013.01)H01G11/86(2013.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种硫化铁-碳复合电极材料的制备方法、所得电极及其应用(57)摘要本发明公开了一种硫化铁‑碳复合电极材料的制备方法、所得电极及其应用，其特点是以粒径约为800nm的硫化铁以及其表面的碳包覆层复合构成用于制作电极的材料；该电极材料具有0.5‑5wt.％的含碳量，30‑100m2/g的比表面积，200‑400F/g的比电容；本发明采用不同的碳源、硫源和铁源，通过一定时间的研磨，将产物置于通有氩气的管式炉中，高温煅烧一定时间得到目标产物，并将得到的产物组装成器件进行电化学性能测试；本发明具有较大的比表面积，增加了反应界面，适量的碳包覆提高了材料的电导率；本发明与现有技术相比，具有导电率高，循环寿命长，绿色环保，制备简单，成本低廉，性能优越的特点。CN112700968ACN112700968A权利要求书1/1页1.一种硫化铁‑碳复合电极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将铁源、硫源和碳源按照一定比例混合，在300‑500r/min转速下，球磨3‑8h得到硫化铁前驱体；2)将得到的硫化铁前驱体置于刚玉方舟中，在一定流速的氩气流下进行高温煅烧，将煅烧产物分别用去离子水和乙醇离心洗涤，离心洗涤后得到粉末，将得到的粉末于78‑82℃下干燥10‑14h，得到硫化铁‑碳复合电极材料。2.根据权利要求1所述的硫化铁‑碳复合电极材料的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述铁源为氧化铁、草酸铁、二茂铁、硫酸亚铁、硫酸铁、氯化亚铁、氯化铁中的至少一种；所述硫源为为硫脲、硫粉、硫化钠、硫代硫酸钠中的至少一种；所述碳源为蔗糖、葡萄糖、抗坏血酸、聚多巴胺中的至少一种。3.根据权利要求1所述的硫化铁‑碳复合电极材料的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述铁源、硫源按照硫化铁FeS的化学计量比配置，所述碳源的加入量为总质量的5‑10％。4.根据权利要求1所述的硫化铁‑碳复合电极材料的制备方法，其特征在于：步骤1)中，球磨时加入球磨介质，球磨介质为乙二醇、乙醇、去离子水中的一种。5.根据权利要求1所述的硫化铁‑碳复合电极材料的制备方法，其特征在于：步骤2)中，氩气流的流速为50‑150mL/min。6.根据权利要求1所述的硫化铁‑碳复合电极材料的制备方法，其特征在于：步骤2)中，高温煅烧的温度为500‑800℃，升温速率为4‑6℃/min，煅烧时间为4‑10h。7.根据权利要求1所述的硫化铁‑碳复合电极材料的制备方法，其特征在于：步骤2)中，将煅烧产物分别用去离子水和乙醇洗涤，为使用离心机在7500r/min转速下离心，除去上层液体，其中用去离子水洗涤3次，乙醇洗涤2次。8.根据权利要求1所述的硫化铁‑碳复合电极材料的制备方法，其特征在于：步骤2)中，得到的硫化铁‑碳复合电极材料比表面积为30‑100m2/g。9.一种电极，该电极由活性物质、导电剂和粘结剂制成，其特征在于：所述活性物质由权利要求1‑7任一项所述的制备方法得到的硫化铁‑碳复合电极材料制成。10.权利要求9所述电极用于作为超级电容器的正极的用途。2CN112700968A说明书1/4页一种硫化铁‑碳复合电极材料的制备方法、所得电极及其应用技术领域[0001]本发明涉及新能源电极材料制备技术领域，尤其涉及一种硫化铁‑碳复合电极材料的制备方法、所得电极及其应用。背景技术[0002]能源问题是关乎人类社会生存和发展的关键问题。由于能源的大量消耗，人们开始开发利用新型能源，于是超级电容器成为新能源研究领域的热点。超级电容器又名电化学电容器，是一种基于界面离子的吸附与脱附或者快速氧化/还原反应来储存电荷的绿色储能器件。超级电容器与传统电容器相比具有更大的能量密度，与电池相比有更高的功率密度。同时超级电容器具有快速充放电、寿命长以及适应环境温度区间宽等优势，因此其被广泛应用于交通领域、能源领域和军事领域等。根据超级电容器的储能原理可以了解到，电容器的储能主要依赖于电极材料，因此进一步开发高容量和性能良好的电极材料非常重要。[0003]超级电容器的关键组件是电极材料，因此开发具有良好导电性、高稳定性和低成本的电极材料已成为超