一种Ni/Co-CNT/NHPC的锂硫电池正极材料的制备方法技术

本发明专利技术所属锂硫电池正极材料领域，提供了由Ni‑ZIF‑67@Mela衍生合成的高性能锂硫电池正极材料的制备方法。本发明专利技术通过Ni‑ZIF‑67@Mela退火后形成负载Ni、Co纳米颗粒的N掺杂空心多孔碳(Ni/Co‑CNT/NHPC)，且碳表面由于Ni，Co催化作用，生长了大量CNT。三聚氰胺(Melamine)提供了丰富的碳源和氮源，Ni/Co‑CNT/NHPC电极材料具有高的比表面积，表面生成的CNT提高了材料导电性。此外，氮掺杂和空心碳骨架结构通过化学吸附和物理吸附限制了多硫化物的溶解，抑制了“穿梭效应”，同时生成的Ni、Co双金属纳米颗粒催化了多硫化物的转化，得到的Ni/Co‑CNT/NHPC电极材料综合丰富的CNT，完整的空心骨架，Ni、Co、N掺杂为一体；同时具备了高比表面积，良好的导电性，较强的化学吸附和物理吸附及对多硫化物的催化作用，进一步提高了锂硫电池的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种Ni/Co-CNT/NHPC的锂硫电池正极材料的制备方法
本专利技术所属锂硫电池正极材料领域，特别涉及Ni-ZIF-67@Mela退火后形成负载Ni、Co纳米颗粒的N掺杂空心多孔碳，且碳骨架表面由于Ni、Co纳米颗粒的催化作用，生长了大量CNT，得到了Ni/Co-CNT/NHPC的锂硫电池正极材料的制备方法。
技术介绍
近年来，为了获得更高的能量密度，这就需要新的可商业化使用的储能设备来满足科技发展的要求。锂硫电池作为一种高效的能量存储体系，其能量密度是锂离子电池的数倍，除此之外，硫还具有成本低廉、资源丰富和绿色环保等优点。然而，尽管锂硫电池拥有较高的理论比容量，但其循环性能差，寿命短，制约了其在电子设备中的应用，其中最主要的原因是由于正极材料性能差所导致的。因此，研究开发性能优异的正极材料是十分必要的。
技术实现思路
本专利技术旨在提出Ni-ZIF-67@Mela复合材料退火后形成一种负载Ni、Co纳米颗粒的N掺杂空心多孔碳锂硫电池正极材料及其制备方法，可有效提高锂硫电池的循环性能，一定程度上解决了传统锂离子电池低比容本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Ni/Co-CNT/NHPC的锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于制备步骤如下：/n步骤一、配置前驱液：将PVP分散在甲醇溶液中，超声0.5h～3h，随后加入Co(NO

【技术特征摘要】
1.一种Ni/Co-CNT/NHPC的锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于制备步骤如下：
步骤一、配置前驱液：将PVP分散在甲醇溶液中，超声0.5h～3h，随后加入Co(NO3)2·6H2O，室温磁力搅拌0.5h～2h得到溶液A；将二甲基咪唑分散在甲醇溶液中，室温磁力搅拌0.5h～2h得到溶液B；然后将溶液A快速倒入溶液B中，室温磁力搅拌10min～20min配置前驱液；
步骤二、制备ZIF-67：将上述配置的前驱液用封口膜封住在室温下静置反应12h～48h，随后在8000r/min～10000r/min下离心5min～15min，随后分别用乙醇，去离子水离心清洗得到ZIF-67产物，65℃～75℃真空干燥6h～24h；
步骤三、制备Ni-ZIF67：将ZIF-67粉末分散在乙醇中，搅拌10min～30min，加入Ni(NO3)2·6H2O，继续搅拌10min～30min，随后在8000r/min～10000r/min下离心5min～15min，然后分别用乙醇，去离子水离心清洗得到Ni-ZIF-67产物，65℃～75℃真空干燥6h～24h；
步骤四、退火：将Ni-ZIF-67与三聚氰胺粉末机械混合，充分研磨，最终产物分别放置在管式炉中，在一定H2/Ar气体流速下以一定速率升温，升温至150℃～300℃保温0.5h～1.5h，700℃～900℃保温1h～3h，然后冷却至室温；
步骤五、酸洗：将上述退火产物分别加入到H2SO4中磁力搅拌10min～30min，随后在8000r/min～10000r/min下离心5min～15min，并用去离子水离心清洗2～5次，65℃～75℃真空干燥6h～24h，得到Ni/Co-CNT/NHPC电极材料。


2.如权利要求1所述Ni/Co-CNT/NHPC的锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于步骤一中所述溶液A所述甲醇溶液中PVP的含量为6mg/mL～12mg/mL；溶液A中Co(NO3)2·6H2O的含量为0.5mmol～2mmol；溶液B中二甲基咪唑含量为6mmol～24mmol。


3.如权利要求1所述Ni/Co-CNT/NHPC的锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于步骤三中所述ZIF-67粉末在乙醇的含量为50mg/mL～300mg/mL，Ni(NO3)2·6H2O在乙醇溶液中的含量为0.05mmol～2mmol。


4.如权利要求1所述Ni/Co-CNT/NHPC的锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于步骤四中所述的Ni-ZIF-67与三聚氰胺粉末的比例为：100mg～500mg：100mg～5000mg。


5.如权利要求1所述Ni/...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫小琴，郑国新，王东华，纪箴，王贯勇，
申请(专利权)人：北京科技大学，贵州中水材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11