一种中空介孔碳壳包覆金属纳米球及其超组装制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种中空介孔碳壳包覆金属纳米球及其超组装制备方法和应用，属于锂离子电池材料制备技术领域。中空介孔碳壳包覆金属纳米球的超组装制备方法包括：在金属纳米球溶液中依次加入正硅酸乙酯、氨水、间苯二酚和甲醛混合均匀后经热解、刻蚀得到所述中空介孔碳壳包覆金属纳米球。本发明专利技术的制备方法简单，适用性广，制备得到的中空介孔碳壳包覆金属纳米球作为锂阳极材料的载体，有效解决了锂作为阳极的材料穿梭效应差和易产生锂枝晶的问题。本发明专利技术采用的金属盐类水合物均成本较低，溶剂采用水和乙醇，具有无污染、价格便宜的特点，应用范围涉及电催化材料，锂硫电池和锂金属电池等领域。领域。领域。

【技术实现步骤摘要】
一种中空介孔碳壳包覆金属纳米球及其超组装制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及锂离子电池材料制备
，特别是涉及一种中空介孔碳壳包覆金属纳米球及其超组装制备方法和应用。

技术介绍

[0002]消费电子、电动汽车和国家电网存储对清洁、可持续的电力系统的需求不断增长，这推动了电化学储能系统的发展，该系统比当前的锂离子电池具有更好的安全性、更低的成本和更高的能量密度。在其他竞争对手中，锂硫(Li
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S)电池被认为是杰出的代表，因为它具有较高的理论容量(S：1675mAh/g和Li：3860mAh/g)、S的可持续性和Li的最低还原电位(
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3.04V相对于标准氢电极)。尽管经过几十年的努力，锂硫电池仍然存在一些与阴极和阳极相关的有害问题。对于硫阴极，中间体多硫化锂的扩散和缓慢的硫氧化还原转化动力学导致不佳的比容量、较差的倍率性能和快速的容量退化。对于锂阳极，不可控的枝晶生长和无限体积膨胀导致安全风险和低库仑效率。因此，为多硫化锂抑制型阴极和无枝晶型阳极设计具有良好结构的动力学先进锂硫电池系统迫在眉睫。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中空介孔碳壳包覆金属纳米球，其特征在于，中空介孔碳壳中包覆着金属纳米球；所述中空介孔碳壳的尺寸为200～300nm；所述金属纳米球的尺寸为50～100nm。2.一种根据权利要求1所述的中空介孔碳壳包覆金属纳米球的超组装制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在金属纳米球溶液中依次加入正硅酸乙酯、氨水、间苯二酚和甲醛混合均匀后经热解、刻蚀得到所述中空介孔碳壳包覆金属纳米球。3.根据权利要求1所述的中空介孔碳壳包覆金属纳米球的超组装制备方法，其特征在于，所述金属纳米球溶液为金属纳米球溶解在乙醇水溶液中的混合溶液。4.根据权利要求3所述的中空介孔碳壳包覆金属纳米球的超组装制备方法，其特征在于，所述金属纳米球的制备具体包括：将金属盐溶液与聚乙烯吡咯烷酮混合后经水热反应、煅烧后得到所述金属纳米球；所述金属盐溶液为金属盐在甲醇中的饱和溶液；所述金属盐与聚乙烯吡咯烷酮的质量比为1:1～1:3。5.根据权利要求4所述的中空介孔碳壳包覆金...

【专利技术属性】
技术研发人员：李勇，乔利，李东玮，许冠辰，王猛，高萌，梁秀，
申请(专利权)人：山东省科学院新材料研究所，
类型：发明
国别省市：