一种FeS纳米花原位掺杂多孔碳纳米纤维的负极材料及其制法制造技术

本发明专利技术涉及锂离子电池技术领域，且公开了一种FeS纳米花原位掺杂多孔碳纳米纤维的负极材料，FeS纳米花具有纳米花瓣状的特殊形貌，比表面积巨大，脱锂和嵌锂的活性位点丰富，聚丙烯腈侧链的炔基与FeS纳米花的叠氮基团进行点击化反应，将FeS纳米花原位接枝到聚丙烯腈中，FeS纳米花高度分散和掺杂在碳纳米纤维中，减少了团聚和聚集，避免脱锂和嵌锂的活性位点被堆积覆盖，碳纤维骨架为FeS纳米花的结构起到了支撑和保护的作用，缓冲了体积膨胀变化产生的应力，氮掺杂碳纳米纤维具有丰富的多孔结构、缺陷位点和导电性能，促进了电子和离子的传输和扩散，具有超高的实际比容量和优异的循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种FeS纳米花原位掺杂多孔碳纳米纤维的负极材料及其制法
本专利技术涉及锂离子电池
，具体为一种FeS纳米花原位掺杂多孔碳纳米纤维的负极材料及其制法。
技术介绍
目前对新型能量储存和转换装置的研究是解决能源危机和环境污染问题的有效途径，其中锂离子电池是一种绿色无污染的二次电池，具有能量密度大，输出电压高、循环寿命长等优点，在便携式电子产品和新能源电动汽车领域具有重要和广泛的应用，锂离子电池主要有正极材料、负极材料、隔膜、电解液等组成，其中负极活性材料对锂离子电池的能量密度和循环稳定性具有很大单位影响。目前的锂离子电池负极材料主要为碳负极材料、硅负极材料、金属类负极材料、过渡金属氧化物材料、过渡金属硫化物材料等，其中过渡金属硫化物如FeS、Fe2S、MoS2、Co9S8等具有很高的理论比容量，并且来源广泛、污染很小，是一种极具发展潜力的锂离子电池负极活性材料，然而FeS电极材料在充分电过程中容易发生体积变化，导致FeS活性物质脱落和粉化，大大影响了电极材料的电化学循环稳定性，目而将纳米FeS活性物质与多孔碳材料复合，是提高负本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种FeS纳米花原位掺杂多孔碳纳米纤维的负极材料，其特征在于：所述FeS纳米花原位掺杂多孔碳纳米纤维的负极材料制备方法包括以下步骤：/n(1)向三甘醇溶剂中加入质量比为35-40:10的氯化亚铁和硫单质，超声分散均匀后倒入水热反应釜中，并在热反应装置中，加热至190-210℃，反应4-8h，固体产物在气氛炉中，在氮气氛围中，550-600℃下热处理1-2h，制备得到FeS纳米花；/n(2)向乙醇溶剂中加入FeS纳米花，超声分散均匀后加入3-氯丙基三甲氧基硅烷和对甲基苯磺酸，加热至70-90℃，反应2-6h，制备得到氯丙基化FeS纳米花；/n(3)在氮气氛围中，向二甲亚砜溶剂中加入氯丙基化F...

【技术特征摘要】
1.一种FeS纳米花原位掺杂多孔碳纳米纤维的负极材料，其特征在于：所述FeS纳米花原位掺杂多孔碳纳米纤维的负极材料制备方法包括以下步骤：
(1)向三甘醇溶剂中加入质量比为35-40:10的氯化亚铁和硫单质，超声分散均匀后倒入水热反应釜中，并在热反应装置中，加热至190-210℃，反应4-8h，固体产物在气氛炉中，在氮气氛围中，550-600℃下热处理1-2h，制备得到FeS纳米花；
(2)向乙醇溶剂中加入FeS纳米花，超声分散均匀后加入3-氯丙基三甲氧基硅烷和对甲基苯磺酸，加热至70-90℃，反应2-6h，制备得到氯丙基化FeS纳米花；
(3)在氮气氛围中，向二甲亚砜溶剂中加入氯丙基化FeS纳米花，超声分散均匀后加入四丁基溴化铵、碘化钾和叠氮化钠，加热至100-120℃，反应20-30h，制备得到叠氮化FeS纳米花；
(4)向蒸馏水溶剂中加入丙烯腈和端炔基丙烯酸酯类单体，加热至65-75℃，滴加引发剂过硫酸铵的水溶液，反应3-6h，制备得到侧链含炔基聚丙烯腈；
(5)在氮气氛围中，向N,N-二甲基甲酰胺溶剂中加入侧链含炔基聚丙烯腈、叠氮化FeS纳米花、协同催化剂硫酸铜和抗坏血酸钠，加热至40-60℃，反应2-5h，制备得到FeS纳米花原位修饰聚丙烯腈；
(6)向N,N-二甲基甲酰胺溶剂中加入FeS纳米花原位修饰聚丙烯腈，搅拌12-24h形成纺丝液，进行静电纺丝过程，纺丝为15-20kV，纺丝流速为0.4-0.8mL/h，制备得到FeS纳米花原位修饰纳米纤维；
(7)将FeS纳米花原位修饰纳米纤维与氢氧化钾混合均匀，置于气氛炉中，在氮气氛围中，升温至750-850℃，碳化2-4h，使用蒸馏...

【专利技术属性】
技术研发人员：路小红，
申请(专利权)人：路小红，
类型：发明
国别省市：甘肃;62