一种多孔硫化亚铁纳米线与氮掺杂碳复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种多孔硫化亚铁纳米线与氮掺杂碳复合材料及其制备方法，该材料可作为长寿命、高倍率锂离子电池负极活性材料，其为一种由原位生成的硫化亚铁纳米晶粒和氮掺杂碳复合而成的纳米线，具有多孔结构，长度为1‑10微米，宽度为100‑500纳米，厚度为8‑15纳米。本发明专利技术的有益效果是：本发明专利技术仅仅采用了简单的水热和煅烧的方法，制得的材料产率高、分散性好，为探索大规模合成性能优异的高倍率特性纳米材料做出了努力。其工艺简单，符合绿色化学要求，对设备要求低，有极大地应用潜力。本发明专利技术缩短了锂离子和电子扩散距离，缓冲循环过程中的体积变化，进而有效地提高了材料电化学性能。

A kind of porous iron sulfide nanowires and nitrogen doped carbon composite material and preparation method and application thereof

The invention relates to a porous iron sulfide nanowires and nitrogen doped carbon composite material and a preparation method thereof, the material can be used as a long-life, high rate lithium ion battery cathode active material, which is a by in situ ferrous sulfide nanocrystals and nitrogen doped carbon compound and into nanowires with porous structure length 1 10 m, width of 100 500 nm, 15 nm thickness of 8. The invention has the beneficial effect that the invention only adopts the simple hydrothermal and calcining method, and the prepared material has high yield and good dispersibility, and has made great efforts to explore the large scale synthesis of excellent high rate nano materials. Its process is simple, it meets the requirements of green chemistry, and has low requirements for equipment and has great potential for application. The invention reduces the diffusion distance of lithium ion and electron, and buffer the volume change during the cycle process, and thus effectively improves the electrochemical performance of the material.

【技术实现步骤摘要】
一种多孔硫化亚铁纳米线与氮掺杂碳复合材料及其制备方法和应用
本专利技术属于纳米材料与电化学
，具体涉及一种多孔硫化亚铁纳米线与氮掺杂碳复合材料及其制备方法，该材料可作为长寿命、高倍率锂离子电池负极活性材料。
技术介绍
锂离子电池因能量密度高、记忆效应小、自放电率低等优势已被广泛应用于便携式电子设备。然而，为了满足目前大规模能源的存储和运输的需求，锂离子电池的使用寿命仍需进一步提高。电极材料是锂离子电池的重要组成部分，对电池性能起着决定性作用。目前商业化的负极材料主要是石墨，但其理论容量(372mAhg-1)和体积比容量并不高，限制了其在电动汽车等动力设备上的应用。因此，研究基于新型纳米电极材料的大容量、高倍率、长寿命、低成本锂离子电池是当前低碳经济时代研究的前沿和热点之一。在负极材料中，过渡金属硫族化合物因其具有更高能量密度、低成本等优点而被研究者们广泛关注。然而制约其广泛应用的关键问题是：结构的不稳定性所导致的高倍率和长寿命方面的限制。近些年来很多研究都是从材料结构、组成方面来解决这些问题，例如减小其尺寸到纳米级以缩短离子扩散距离从而提高其电化学性能以及电池寿命。多孔硫化亚铁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多孔硫化亚铁纳米线与氮掺杂碳复合材料，其为一种由原位生成的硫化亚铁纳米晶粒和氮掺杂碳复合而成的纳米线，具有多孔结构，长度为1‑10微米，宽度为100‑500纳米，厚度为8‑15纳米。

【技术特征摘要】
1.一种多孔硫化亚铁纳米线与氮掺杂碳复合材料，其为一种由原位生成的硫化亚铁纳米晶粒和氮掺杂碳复合而成的纳米线，具有多孔结构，长度为1-10微米，宽度为100-500纳米，厚度为8-15纳米。2.权利要求1所述的多孔硫化亚铁纳米线与氮掺杂碳复合材料的制备方法，包括如下步骤：1)将七水合硫酸亚铁溶解在去离子水中，搅拌至完全溶解；2)在步骤1)所得溶液中，加入硫代乙酰胺，搅拌至完全溶解；3)在步骤2)所得溶液中，加入乙二醇，搅拌均匀；4)在步骤3)所得溶液中，加入乙二胺，搅拌均匀；5)将步骤4)所得溶液转入反应容器中水热反应，取出，自然冷却至室温；6)将步骤5)所得产物离心分离，洗涤，烘干，即得到硫化亚铁纳米线材料前驱体；7)将步骤6)中所得前驱体进行煅烧，即得到多孔硫化亚铁纳米线与氮掺杂碳复合材料。3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：麦立强，韦秀娟，谈鑫，安琴友，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42