本发明专利技术涉及电化学储能材料技术领域，公开了一种金属硫化物储能电极及其制备方法和应用。该方法包括：(1)将CuCo2S4、NiCo2S4、MnNi2S4、ZrS2进行第一接触混合，得到第一混合物；(2)在溶剂I存在下，将第一混合物与硫化钠进行第一接触反应，并将进行第一接触反应后得到的产物依次进行第一清洗和第一干燥，得到第一固体物料；(3)在溶剂II存在下，将第一固体物料进行加热处理，得到金属硫化物；(4)将金属硫化物与导电胶进行第二接触混合，得到涂覆液，并将涂覆液涂覆于金属集电器表面。采用本发明专利技术提供的方法能够制备得到电导率高、循环性能好、使用寿命长的金属硫化物储能电极。命长的金属硫化物储能电极。命长的金属硫化物储能电极。
【技术实现步骤摘要】
一种金属硫化物储能电极及其制备方法和应用
[0001]本专利技术涉及电化学储能材料
，具体涉及一种金属硫化物储能电极及其制备方法和应用。
技术介绍
[0002]随着社会的发展和人口的增多，资源和能源短缺成为亟待解决的问题。因此，对于新型能源以及新型储能技术的开发势在必行。
[0003]超级电容器等储能设备因其充电速度快、功率密度高、寿命长、易于维护和环境友好等优点而得到了广泛的关注，普遍应用于电动汽车、蓄电池等多个领域。如何增强超级电容器的导电性，提高电化学反应过程中电子的传输速率，成为国内外学者的重点研究对象。
[0004]其中，电极材料对超级电容器等储能元件的导电性影响巨大。然而，现有的储能元件存在电极电导率不高、循环性能差、电化学反应效率低等问题，制约了储能电池的广泛应用。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是为了解决现有技术存在电极电导率低、循环性能差且电化学反应效率低的问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种制备金属硫化物储能电极的方法，该方法包括：
[0007](1)将用量摩尔比为1：1
‑
1.8：1
‑
1.8：1
‑
1.8的CuCo2S4、NiCo2S4、MnNi2S4、ZrS2进行第一接触混合，得到第一混合物；
[0008](2)在溶剂I存在下，将所述第一混合物与硫化钠进行第一接触反应，并将进行所述第一接触反应后得到的产物依次进行第一清洗和第一干燥，得到第一固体物料；
[0009](3)在溶剂II存在下，将所述第一固体物料进行加热处理，得到金属硫化物；
[0010](4)将所述金属硫化物与导电胶进行第二接触混合，得到涂覆液，并将所述涂覆液涂覆于金属集电器表面；其中，所述涂覆液的涂覆厚度为0.1
‑
2mm；所述金属集电器上设置有至少两个圆孔，且所述圆孔的表面积占所述金属集电器总表面积的10
‑
30％。
[0011]本专利技术第二方面提供由第一方面所述的方法制备得到的金属硫化物储能电极。
[0012]本专利技术第三方面提供第二方面所述的金属硫化物储能电极在储能电池中的应用。
[0013]与现有技术的电极材料相比，本专利技术提供的金属硫化物储能电极具有电导率高、循环性能好、使用寿命长的特点，同时还具有电化学反应效率高、充电速度快的优点。
附图说明
[0014]图1是本专利技术提供的实施例1中的金属集电器的结构示意图。
具体实施方式
[0015]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0016]需要说明的是，在本专利技术的各方面中，针对各方面中的相同的组分，本专利技术仅在其中一方面中描述一次而不重复进行描述，本领域技术人员不应理解为对本专利技术的限制。
[0017]本专利技术中，未作相反说明的情况下，所述室温或常温均表示25
±
2℃。
[0018]如前所述，本专利技术的第一方面提供了一种制备金属硫化物储能电极的方法，该方法包括：
[0019](1)将用量摩尔比为1：1
‑
1.8：1
‑
1.8：1
‑
1.8的CuCo2S4、NiCo2S4、MnNi2S4、ZrS2进行第一接触混合，得到第一混合物；
[0020](2)在溶剂I存在下，将所述第一混合物与硫化钠进行第一接触反应，并将进行所述第一接触反应后得到的产物依次进行第一清洗和第一干燥，得到第一固体物料；
[0021](3)在溶剂II存在下，将所述第一固体物料进行加热处理，得到金属硫化物；
[0022](4)将所述金属硫化物与导电胶进行第二接触混合，得到涂覆液，并将所述涂覆液涂覆于金属集电器表面；其中，所述涂覆液的涂覆厚度为0.1
‑
2mm；所述金属集电器上设置有至少两个圆孔，且所述圆孔的表面积占所述金属集电器总表面积的10
‑
30％。
[0023]本专利技术对所述金属集电器的材料没有特别的要求，可以采用本领域已知的金属集电器，示例性地，本专利技术中的金属集电器可以由Cu，Li，Fe，Mn中至少一种金属材料组成。
[0024]本专利技术对所述金属集电器上的圆孔的直径没有特别的要求，示例性地，所述圆孔的平均直径为1
‑
5mm。
[0025]本专利技术中，所述涂覆液涂覆于金属集电器表面后，涂覆液中的金属硫化物在金属集电器表面进行电化学反应，示例性地，其化学反应式为如下式(1)：
[0026][0027]式(1)中，A与B不相同，且A、B各自独立地选自Mn、Co、Ni、Zr、Cu中的至少一种，S表示硫。
[0028]优选地，在步骤(1)中，所述CuCo2S4、所述NiCo2S4、所述MnNi2S4和所述ZrS2的用量摩尔比为1：1
‑
1.5：1.4
‑
1.8：1
‑
1.5。专利技术人发现，采用该优选情况下的具体实施方式，能够获得电化学反应效率更高的金属硫化物储能电极。
[0029]优选地，在步骤(4)中，所述圆孔的表面积占所述金属集电器总表面积的20
‑
30％。专利技术人发现，采用该优选情况下的具体实施方式，能够获得电导率更高的金属硫化物储能电极。
[0030]优选地，在步骤(4)中，所述金属硫化物的涂覆厚度为0.5
‑
1.5mm。
[0031]优选地，在步骤(1)中，所述第一接触混合的条件至少包括：温度为20
‑
40℃，时间为10
‑
60min，搅拌速度为40
‑
80rpm。
[0032]优选地，在步骤(2)中，所述第一混合物与所述硫化钠的用量重量比为1：1
‑
3。
[0033]优选地，在步骤(2)中，所述第一混合物和所述硫化钠的总重量与所述溶剂I的重量比为1：4
‑
6。
[0034]优选地，在步骤(2)中，所述第一接触反应的条件至少包括：温度为150
‑
300℃，时间为3
‑
5h。
[0035]优选地，在步骤(2)中，所述第一清洗的操作步骤包括：采用水和乙醇对进行所述第一接触反应后得到的产物各清洗3
‑
5次。
[0036]优选地，在步骤(2)中，所述第一干燥的条件至少包括：温度为60
‑
100℃，时间为1
‑
3h。
[0037]优选地，在步骤(3)中，所述加热处理的条件至少包括：温度为200
‑
280℃，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种制备金属硫化物储能电极的方法，其特征在于，该方法包括：(1)将用量摩尔比为1：1
‑
1.8：1
‑
1.8：1
‑
1.8的CuCo2S4、NiCo2S4、MnNi2S4、ZrS2进行第一接触混合，得到第一混合物；(2)在溶剂I存在下，将所述第一混合物与硫化钠进行第一接触反应，并将进行所述第一接触反应后得到的产物依次进行第一清洗和第一干燥，得到第一固体物料；(3)在溶剂II存在下，将所述第一固体物料进行加热处理，得到金属硫化物；(4)将所述金属硫化物与导电胶进行第二接触混合，得到涂覆液，并将所述涂覆液涂覆于金属集电器表面；其中，所述涂覆液的涂覆厚度为0.1
‑
2mm；所述金属集电器上设置有至少两个圆孔，且所述圆孔的表面积占所述金属集电器总表面积的10
‑
30％。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(1)中，所述CuCo2S4、所述NiCo2S4、所述MnNi2S4和所述ZrS2的用量摩尔比为1：1
‑
1.5：1.4
‑
1.8：1
‑
1.5。3.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(4)中，所述圆孔的表面积占所述金属集电器总表面积的20
‑
30％。4.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢鹏康，陆佳政，陈宝辉，吴传平，李波，胥望，梁平，潘碧宸，
申请(专利权)人：湖南防灾科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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