一种CuS复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开一种CuS复合材料及其制备方法和应用，所述的CuS复合材料，为下述的结构通式：Y‑S CuS@C<subgt;1</subgt;@C<subgt;2</subgt;，其中，C<subgt;1</subgt;表示内层碳壳层，C<subgt;2</subgt;表示外层碳壳层，CuS表示CuS化合物，Y‑S表示具有摇铃状的核壳结构；其特点为CuS化合物为内核，其外表面包覆一层内层碳壳层，所述的内层碳壳层和内核的外表面紧密接触，在内层碳壳层外设有外层碳壳层，外层碳壳层为外层空心碳壳层，且内层碳壳层与外壳碳壳层之间留有中空空隙；所述的CuS化合物为CuS纳米颗粒，其CuS纳米颗粒尺寸为300‑350 nm；本发明专利技术具有较好的结构稳定性、内部界面可调等性质，在二次钾离子电池中表现出了较高的容量、良好的循环保持性和较为优异的倍率性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于新能源领域，特别涉及一种cus复合材料及其制备方法和应用。

技术介绍

1、在钾离子电池中，过渡金属硫化物因具有适中的理论储钾容量和优异的氧化还原可逆性而广受关注。其中，铜基硫化物(如cus、cu2s)理论容量较高、成本较低、环境友好，是一种具有良好应用前景的钾离子电池负极材料。然而，由于钾离子半径大，在嵌钾/脱钾的过程中伴随着较大的体积变化会导致电极材料结构的破环，使负极材料储钾性能迅速的衰减。同时，k+缓慢的反应动力学也限制了负极材料的储钾性能。因此，设计合适的高储钾性能的钾离子电池负极材料是一个极具挑战性的工作。

2、lifang jiao等人设计了具有核壳结构的cus-c@nb2o5-c纳米纤维。(adv.funct.mater.,doi.org/10.1002/adfm.202007712)在这种结构中，硫化铜纳米颗粒分布在碳纳米纤维的核心层中，nb2o5则分布在碳纳米纤维壳层表面。在0.1a g-1的电流密度下循环100次循环后，可逆容量保持在259.2ma h g-1；2.0a g-1的电流密度下循环2000后，可逆容本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种CuS复合材料，所述的CuS复合材料，为下述的结构通式：Y-S CuS@C1@C2，其中，C1表示内层碳壳层，C2表示外层碳壳层，CuS表示CuS化合物，Y-S表示具有摇铃状的核壳结构；其特征在于，CuS化合物为内核，CuS化合物的外表面包覆一层内层碳壳层，所述的内层碳壳层和内核CuS化合物的外表面紧密接触，在内层碳壳层外设有外层碳壳层，外层碳壳层为外层空心碳壳层，且内层碳壳层与外壳碳壳层之间留有中空空隙；所述的CuS化合物为CuS纳米颗粒，其CuS纳米颗粒尺寸为300-350 nm。

2.根据权利要求1所述的一种CuS复合材料，其特征在于，所述的外层碳壳层为外层空心...

【技术特征摘要】

1.一种cus复合材料，所述的cus复合材料，为下述的结构通式：y-s cus@c1@c2，其中，c1表示内层碳壳层，c2表示外层碳壳层，cus表示cus化合物，y-s表示具有摇铃状的核壳结构；其特征在于，cus化合物为内核，cus化合物的外表面包覆一层内层碳壳层，所述的内层碳壳层和内核cus化合物的外表面紧密接触，在内层碳壳层外设有外层碳壳层，外层碳壳层为外层空心碳壳层，且内层碳壳层与外壳碳壳层之间留有中空空隙；所述的cus化合物为cus纳米颗粒，其cus纳米颗粒尺寸为300-350 nm。

2.根据权利要求1所述的一种cus复合材料，其特征在于，所述的外层碳壳层为外层空心碳壳层，外层空心碳壳层的体积大小为cus纳米颗粒体积的1.5倍以上，进一步优选为1.5~3倍。

3.根据权利要求1所述的一种cus复合材料，其特征在于，所述的外层空心碳壳层的形貌为类菱形十二面体；所述的外层空心碳壳层的内外表面具有多孔结构；所述的外层空心球碳壳层的组分含有碳。

4.根据权利要求3所述的一种cus复合材料，其特征在于，所述外层空心碳壳层的碳原子上掺杂有s和n原子；s、n均匀分布在外层空心碳壳层的内部和表面。

5.根据权利要求1所述的一种cus复合材料，其特征在于，所述的cus纳米颗粒在cus复合材料中的质量含量为48 wt%以上，进一步优选为48-86 wt%。

6.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵毅，张棋鑫，
申请(专利权)人：福建师范大学，
类型：发明
国别省市：