一种碳包覆硫化铁量子点复合纳米片及其制备方法和应用技术

技术编号:29876836 阅读:74 留言:0更新日期:2021-08-31 23:52
本发明专利技术公布了一种碳包覆硫化铁量子点复合纳米片及其制备方法和作为无枝晶碱金属负极集流体的应用,属于电池技术领域。本发明专利技术通过一步原位热解的方法合成碳包覆硫化铁量子点复合纳米片。其中硫化铁量子点在碳基体中均匀分布组装成二维层状超晶格结构。将碳包覆硫化铁量子点复合纳米片作为碱金属负极集流体,能增强碳材料对碱金属的亲和性,引导碱金属均匀沉积,抑制枝晶生长等一系类问题,从而改善碱金属二次电池循环寿命短、库伦效率低、安全性能差的缺点。

【技术实现步骤摘要】
一种碳包覆硫化铁量子点复合纳米片及其制备方法和应用
本专利技术涉及电池
,特别涉及一种碳包覆硫化铁量子点复合纳米片及其制备方法和作为无枝晶碱金属负极集流体的应用。技术背景锂金属负极和钠金属负极具有低电势和较高的理论比容量,而且能够与S,O2和CO2等正极匹配,得到高能量密度的二次电池。因此,在新型电池领域具有重要潜力。然而,碱金属在电镀/剥离过程中容易形成枝晶。一方面,枝晶在电解液中脱落会造成“死锂”或“死钠”,从而导致电池呈现出循环寿命短、库伦效率低等问题。另一方面,由于碱金属负极无“主体”的特征,其体积会发生巨大的变化,导致枝晶生长不可控。最严重的是,枝晶尖端刺破隔膜,电池内部会发生短路,导致电池燃烧或爆炸,从而造成安全隐患。目前,碱金属负极集流体结构的设计可以限制碱金属体积膨胀、引导碱金属均匀成核,抑制枝晶的形成,因此引起科研工作者的广泛关注。碳材料具有密度小、导电性高、结构可控、物理化学性质稳定等优点,成为碱金属负极集流体结构设计的重要材料。然而,单纯的碳材料不具有“亲锂/钠”性质,需要引入金属或金属化合物纳米粒子对其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳包覆硫化铁量子点复合纳米片,其特征在于:硫化铁量子点在碳基体中均匀分布组装成二维层状超晶格结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种碳包覆硫化铁量子点复合纳米片,其特征在于:硫化铁量子点在碳基体中均匀分布组装成二维层状超晶格结构。


2.一种碳包覆硫化铁量子点复合纳米片的制备方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
步骤一、将摩尔比为1:1~1:4的二茂铁和含硫物质添加至高压反应釜,并用惰性气体置换高压反应釜内的空气。接着,将反应釜置于马弗炉中,以5~10℃min-1的升温速率,在室温下加热到300~450℃,并保温0.5~10h。最后,冷却至室温;
步骤二、取步骤一所得产物用溶剂洗去未反应原料,并进行抽滤、烘干得到碳包覆硫化铁量子点复合纳米片。


3.权利要求2所述一种碳包覆硫化铁量子点复合纳米片的制备方法,其特征在于:所述步骤一中,所选的含硫物质为单质硫、硫化铵、噻吩、硫醇、硫酚、硫醚、二硫化碳、有机二硫化物、有机多硫化物、有机环状硫化物中的一种。


4.权利要求2所述一种碳包覆硫化铁量子点复合纳米片的制备方法,其特征在于:所述步骤一中,所选的惰性气体为氮气或氩气。


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【专利技术属性】
技术研发人员:周继升袁若乐
申请(专利权)人:北京化工大学
类型:发明
国别省市:北京;11

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