The invention relates to a copper oxide/carbon nanofibers/sulfur electrode material and its preparation and application. The electrospinning solution is obtained by adding polyacrylonitrile to anhydrous copper acetate solution of N, N dimethylformamide, and the electrospinning membrane is obtained by copper acetate/polyacrylonitrile nanofibers; the copper oxide/carbon nanofibers composite is obtained by heat treatment; and the composite is prepared by mixing with sublimated sulfur and heat treatment. The copper oxide/carbon nanofibers can adsorb polysulfides and improve the cycle performance and stability of lithium sulfur batteries. The invention has broad application prospects in the field of lithium sulfur battery electrode material.
【技术实现步骤摘要】
一种铜氧化物/碳纳米纤维/硫电极材料及其制备和应用
本专利技术属于锂硫电池电极材料
，特别涉及一种铜氧化物/碳纳米纤维/硫电极材料及其制备和应用。
技术介绍
随着全球能源需求和消费以及化石燃料耗竭造成的环境污染等问题的出现，人类迫切需要发展绿色清洁能源，以摆脱对石油、天然气等化石燃料的过分依赖。此外，移动设备和高能耗电动汽车的发展也增加了对高性能电池的需求。铅酸电池和锂离子电池等传统的二次电池仍是市场的主流，但它们目前还不能完全满足从便携式电站到电网储能站对高性能能源系统日益增长的需求。锂硫电池因其高理论比容量(1675mAh/g)和高能量密度(2600Wh/kg)，已成为最有前途的下一代储能系统，被认为是传统电池的替代品。此外，正极活性物质硫具有资源丰富、价格低廉、毒性低等优点。然而，锂硫电池仍未完全实现商业化，是因为其存在几个关键挑战，包括多硫化物的穿梭效应，硫的绝缘性质，从硫到Li2S的体积膨胀问题，这严重影响了锂硫电池的库伦效率、倍率性能、循环寿命等关键性能，从而阻碍了其商业化进程。基于锂硫电池目前的关键挑战，针对正极活性物质硫，可以制备碳材料为主体...
【技术保护点】
1.一种铜氧化物/碳纳米纤维/硫电极材料，其特征在于：无水醋酸铜/聚丙烯腈纺丝原液经静电纺丝得到醋酸铜/聚丙烯腈纳米纤维膜，经热处理得到铜氧化物/碳纳米纤维复合物，与升华硫混合并热处理制得。
【技术特征摘要】
1.一种铜氧化物/碳纳米纤维/硫电极材料，其特征在于：无水醋酸铜/聚丙烯腈纺丝原液经静电纺丝得到醋酸铜/聚丙烯腈纳米纤维膜，经热处理得到铜氧化物/碳纳米纤维复合物，与升华硫混合并热处理制得。2.根据权利要求1所述的铜氧化物/碳纳米纤维/硫电极材料，其特征在于：所述铜氧化物/碳纳米纤维直径为100～400nm。3.一种如权利要求1所述的铜氧化物/碳纳米纤维/硫电极材料的制备方法，包括：(1)将无水醋酸铜粉末溶于N，N-二甲基甲酰胺溶液中，搅拌均匀，加入聚丙烯腈粉末，继续搅拌，超声，得到静电纺丝原液；静电纺丝，真空干燥，得到醋酸铜/聚丙烯腈纳米纤维膜；其中，无水醋酸铜、聚丙烯腈、N，N-二甲基甲酰胺的质量比为0.1～0.5：1：8～10；(2)将步骤(1)中得到的醋酸铜/聚丙烯腈纳米纤维膜在马弗炉中热处理，然后放置于通有惰性气氛的管式炉中热处理，得到铜氧化物/碳纳米纤维复合物；(3)将步骤(2)中得到的铜氧化物/碳纳米纤维复合物与升华硫混合，在管式炉中热处理，得到铜氧化物/碳纳米纤维/硫材料；其中，铜氧化物/碳纳米纤维复合物与升华硫的质量比为1：1～9。4.根据权利要求3所述的制备方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：李耀刚，王宝俊，王宏志，侯成义，张青红，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海,31
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