【技术实现步骤摘要】
硫化镍/碳纳米管柔性复合薄膜材料在锂离子电池负电极中的应用
本专利技术涉及材料化学
,特别是涉及一种硫化镍/碳纳米管柔性复合薄膜材料在锂离子电池中的应用。
技术介绍
在全球范围内,能源需求呈指数增长,因此它的可持续性引起了全世界的关注。可充电电池可以让大规模的能源储存得以实现,以适应日益增长的能源需求。商用锂离子电池(LIBs)具有能量密度高、安全性能好、输出电压高、功率密度高、循环寿命长、设计灵活性高和环保等优点,应用领域不断扩大。锂离子电池技术已经占据了便携式移动电子市场,广泛应用于手机、手提电脑、数码相机等小型电子设备,近年来在小中型动力电池领域也发挥着越来越重要的作用。但是目前商业化锂离子电池的性能仍不能满足消费者的需求。离子电池负极材料是锂离子电池的重要组成部分,对电池的电化学性能起着至关重要的作用。金属硫化物特别是硫化镍由于其自然储量大,成本低,导电性好,理论容量高等优势,被作为一种极有前景的锂离子电池负极材料。然而,在充放电循环过程中,锂离子的不断嵌入和脱出,转换反应中由于其本身固有的热力 ...
【技术保护点】
1.硫化镍/碳纳米管柔性复合薄膜材料在锂离子电池负电极中的应用,其特征在于,/n所述硫化镍/碳纳米管柔性复合薄膜材料中,部分薄片状硫化镍呈簇状包裹在碳纳米管上,部分薄片状硫化镍均匀分布在碳纳米管束之间,部分碳纳米管呈现裸露形式,硫化镍片状物堆积形成开放式三维多孔结构;/n所述硫化镍/碳纳米管柔性复合薄膜材料按照以下方法制备:/n步骤1,将尿素和硝酸镍加入乙醇的水溶液中,混合均匀后,再加入硅氧化物/碳纳米管薄膜,常温浸泡12-48h后,将其取出,置于烘箱中于100℃-110℃反应10-15h,室温20-25℃自然冷却后,经去离子水洗涤、干燥后,得到硅酸镍/碳纳米管薄膜备用;/ ...
【技术特征摘要】
1.硫化镍/碳纳米管柔性复合薄膜材料在锂离子电池负电极中的应用,其特征在于,
所述硫化镍/碳纳米管柔性复合薄膜材料中,部分薄片状硫化镍呈簇状包裹在碳纳米管上,部分薄片状硫化镍均匀分布在碳纳米管束之间,部分碳纳米管呈现裸露形式,硫化镍片状物堆积形成开放式三维多孔结构;
所述硫化镍/碳纳米管柔性复合薄膜材料按照以下方法制备:
步骤1,将尿素和硝酸镍加入乙醇的水溶液中,混合均匀后,再加入硅氧化物/碳纳米管薄膜,常温浸泡12-48h后,将其取出,置于烘箱中于100℃-110℃反应10-15h,室温20-25℃自然冷却后,经去离子水洗涤、干燥后,得到硅酸镍/碳纳米管薄膜备用;
步骤2,将去离子水与乙醇按体积比为(4-5):1混合,加入Na2S作为硫源,配制成Na2S的浓度为2.0~2.2mg/mL的混合溶液,将步骤1得到的硅酸盐/碳纳米管薄膜浸泡于所述混合溶液中,于150-200℃条件下反应10-15h,室温20-25℃自然冷却后,经去离子水洗涤、干燥后,得到硫化镍/碳纳米管柔性复合薄膜材料。
2.如权利要求1所述的应用,其特征在于,所述步骤2中,配制成Na2S的浓度为2.1mg/mL的混合溶液。
3.如权利要求1所述的应用,其特征在于,所述步骤1中乙醇的水溶液中乙醇的质量分数为20-30%,所述尿素在乙醇的水溶液中的浓度为0.2-0.3g/ml,所述硝酸镍在乙醇的水溶液中的浓度为1-5mmol/L。
4.如权利要求1所述的应用,其特征在于,所述硅氧化物/碳纳米管薄膜的按照以下方法制备:
步骤1,按照(90-100):(1.5-2.1):1的质量比称量乙醇、二茂铁和噻吩,混合得到混合溶液,其中,乙醇作为碳源,二茂铁作为催化剂,噻吩作为促进剂,再称取正硅酸乙酯作为反应的硅源加入所述混合溶液中,其中正硅酸乙酯的质量为所述混合溶液质量的1-8%,然后于40-60℃下超声分散,得到橙黄色均匀分散液后转移至注射器,作为前驱体溶液;
步骤2,将立式CVD炉完全密封,持续通入50~200sccm的Ar,完全排除炉子内的残留空气,将立式CVD炉升温至1000~1250℃...
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