一种钴镍双金属硫化物/碳纸复合材料的制备方法及其应用.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CN109786628A(43)申请公布日2019.05.21(21)申请号201910219512.X(22)申请日2019.03.20(71)申请人广西师范大学地址541004广西壮族自治区桂林市七星区育才路15号(72)发明人马兆玲张志杰吕丁娇赖飞燕张晓辉李庆余王红强(74)专利代理机构南宁新途专利代理事务所(普通合伙)45119代理人但玉梅(51)Int.Cl.H01M2/14(2006.01)H01M2/16(2006.01)H01M10/052(2010.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种钴镍双金属硫化物/碳纸复合材料的制备方法及其应用(57)摘要本发明提供一种钴镍双金属硫化物/碳纸复合材料的制备方法及其应用，属于复合材料技术领域。制备方法为：(1)碳纸预处理：将碳纸裁剪，放入马弗炉中，保温12-18小时，除去表面杂质；将预处理好的碳纸裁剪备用；(2)容器中加入钴源、镍源和溶剂，搅拌溶解后加入硫源，再继续搅拌得反应液；(3)将反应液转移至水热反应釜中，并将经预处理的碳纸放入，密封后，转移至100-200℃的烘箱中，水热反应10-16小时，待自然冷却后获得CNS2/CP复合夹层材料。本发明制备方法简单，成本低。制备所得的CNS2/CP复合夹层材料作为隔膜的一部分用于锂硫电池，能够抑制穿梭效应，显著提高锂硫电池的电化学性能。CN109786628ACN109786628A权利要求书1/1页1.一种钴镍双金属硫化物/碳纸复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)碳纸预处理：将碳纸裁剪后，放入马弗炉中，保温12-18小时，除去表面杂质；将预处理好的碳纸裁剪成所需规格，放置备用；(2)向容器中加入钴源、镍源和溶剂，搅拌至充分溶解后加入硫源，再继续搅拌均匀，得反应液；(3)将上述反应液转移至水热反应釜中，并将经预处理的碳纸放入，密封后，转移至100-200℃的烘箱中，水热反应10-16小时，待自然冷却后获得CNS2/CP复合夹层材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，碳纸预处理的保温温度为300-500℃。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的钴源为六水合硝酸钴、六水合氯化钴和四水合乙酸钴中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的镍源为六水合硝酸镍、六水合氯化镍和四水合醋酸镍中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的硫源为五水合硫代硫酸钠、L-半胱氨酸和硫脲中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的溶剂为去离子水、乙醇、乙二醇和异丙醇中的一种或多种。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述反应液中钴元素、镍元素的摩尔比为1-3:1。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述反应液中钴元素、镍元素、硫元素的摩尔比为1-3:1：3-8。9.权利要求1-8任一项制备所得的CNS2/CP复合夹层材料在制备锂硫电池中的应用，其特征在于：所述锂硫电池包括石墨烯/硫复合正极、金属锂片、隔膜和电解液，其应用方法是在隔膜和正极极片之间引入上述合成得到的复合夹层材料，作为隔膜的一部分用于锂硫电池。10.权利要求9应用所得的含有CNS2/CP复合夹层材料的锂硫电池。2CN109786628A说明书1/5页一种钴镍双金属硫化物/碳纸复合材料的制备方法及其应用【技术领域】[0001]本发明涉及复合材料制备和应用技术领域，具体涉及一种钴镍双金属硫化物/碳纸复合材料的制备方法及其应用。【背景技术】[0002]随着新能源技术的成熟发展，广泛应用的锂离子电池已经很难满足市场的需求。因此，近几年来新型的下一代二次电池孕育而生，包括锂空电池、锌空电池和锂硫电池等。其中锂硫电池由于高理论比容量(1672mAhg-1)、比能量(2600whkg-1)、成本低和环境友好等优点，受到广泛研究者们的关注和研究，成为下一代锂电池重要研究方向。[0003]锂硫电池由正极硫复合材料、锂负极、隔膜和电解液组成。锂硫电池虽然理论比容量高，但其同样存在一些缺陷。首先，硫正极电导率很低，室温下只有5×10-30S/cm；除此之外，锂硫电池反应前后正极体积变化大，容易导致结构破坏和失效；最后氧化还原反应过程中产生的中间产物长链多硫化锂易溶解于锂硫电池电解液，产生“穿梭效应”，降低硫的利用率和循环性能，这也是锂硫电池中存在的最严重问题。[0004]为了缓解“穿梭效应”，研究者们提出很多手段和方法去克服，如设计特殊结构的正极宿主材料、新型的电解液体系、锂负极的保护和隔膜的修饰等。锂硫电池中隔膜也是一个重要的组成部分，充当电子绝缘体以防止电池短路。目前