The invention provides a carbon shell coated NiS graded micrometer spherical electrode material, a preparation method and an application thereof. NiS classification of microspheres coated by the carbon shell diameter of 3 4 micron, NiS grade microspheres including carbon shell NiS microspheres and NiS microspheres encapsulated in the nuclear layer, there is a gap between the outer surface of the carbon shell and the inner surface of NiS microspheres and NiS microspheres with diameters of 2 to 3 microns. The invention adopts the solvothermal reaction coated calcined etching four step preparation of NiS microspheres graded shell coated carbon electrode materials. The invention is based on the expansion coefficient of different materials is different, different strain ability of composite materials, as the anode materials of sodium ion battery, exhibited higher reversible capacity and excellent cycle stability, is a potential application material of high capacity and long-life sodium ion batteries; and the invention has low raw material cost, synthesis process simple, mild conditions, in accordance with the requirements of green chemistry, is conducive to the application and promotion of industrialization.
【技术实现步骤摘要】
碳壳包覆的NiS分级微米球及其制备方法和应用
本专利技术属于纳米材料与电化学
,具体涉及碳壳包覆的NiS分级微米球及其制备方法和应用。
技术介绍
近年来,随着工业的发展、化石燃料的大量使用,导致环境污染愈发严重。寻找新型绿色清洁能源成为当前亟待解决的问题,而能源存储系统则是发展清洁能源一直以来的瓶颈,制备出高效率大容量的能源存储系统是实现能源转变与绿色应用的关键。锂离子电池是最具有潜力的储能系统之一,但是随着锂离子电池的大规模应用,金属锂资源正急剧下降。据统计,按目前的消耗速率,现存的锂资源仅能支撑使用40年。因此,如何寻找替代金属锂的新型电池材料成为当前能源领域的研究热点。作为同主族的金属元素钠,其与金属锂具有相似的化学性质且储量极为丰富,是替代锂最具潜力的金属。钠离子电池具有优异的倍率性能、较高的容量及良好的循环稳定性。纳米材料具有较高的比表面积及较好的活性,作为钠离子电池电极材料时与电解液接触面积大、钠离子脱嵌距离短,能有效的提高材料的电化学活性,作为高容量长寿命钠离子电池电极材料时具有显著的优势。因纳米材料具有高比表面积以及与电解液的良好接触促进钠离子的扩散,因而减少了极化和充放电过程中存在的结构应力,从而提高电池的电化学窗口和循环稳定性,而其中多孔的纳米材料更展现出了极大的优势。作为一种有潜力的负极材料,过渡金属硫化物具有原料便宜,储量丰富,合成简单,理论容量高等特点,因而被广泛地研究。然而这种电极材料存在一个由于其发生的电化学转化反应造成材料不可逆相变,体积膨胀严重,结构难以维持导致容量衰减和循环寿命下降的技术问题。因此,如何提高过渡金属 ...
【技术保护点】
碳壳包覆的NiS分级微米球,其特征在于,所述NiS分级微米球的直径为3‑4微米,所述NiS分级微米球包括NiS微米球核及包裹在所述NiS微米球外层的碳壳,所述碳壳的内表面和NiS微米球的外表面之间存在间隙,所述NiS微米球的直径为2‑3微米。
【技术特征摘要】
1.碳壳包覆的NiS分级微米球,其特征在于,所述NiS分级微米球的直径为3-4微米,所述NiS分级微米球包括NiS微米球核及包裹在所述NiS微米球外层的碳壳,所述碳壳的内表面和NiS微米球的外表面之间存在间隙,所述NiS微米球的直径为2-3微米。2.根据权利要求1所述的碳壳包覆的NiS分级微米球,其特征在于,所述碳壳的厚度为15-25nm。3.根据权利要求1或2所述的碳壳包覆的NiS分级微米球的制备方法,其特征在于,包括有以下步骤:1)将六水合氯化镍和五水合硫代硫酸钠加入到无水乙醇中,搅拌40-70min使其充分溶解;2)将步骤1)所得的溶液装入反应釜中进行溶剂热反应,取出反应釜,自然冷却到室温;3)将步骤2)所得的产物离心过滤,并用水和无水乙醇洗涤多次,在烘箱中烘干即得到前驱体微球黑色粉末;4)将步骤3)所得的黑色前驱体加入到无水乙醇和去离子水中,加入氨水、间苯二酚、正硅酸乙酯、甲醛溶液,磁力搅拌1-2天;5)将步骤4)所得的产物离心过滤,并用水和无水乙醇洗涤多次,在烘箱中烘干即得有机物包覆的微球;6)将步骤5)所得的有机物包覆的微球在管式炉中在氮气气氛中煅烧,自然冷却到室温即可得到碳壳包覆二氧化硅的NiS分级微米球;7)将步...
【专利技术属性】
技术研发人员:夏冬林,李力,李启东,朱昊,汪晨阳,周斌,
申请(专利权)人:武汉理工大学,
类型:发明
国别省市:湖北,42
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