用于能量储存的硫化的碳纳米材料电极及其制备方法技术

技术编号:41280309 阅读:24 留言:0更新日期:2024-05-11 09:31
本文公开了纳米颗粒材料,其包括具有第一表面、第二表面和一个或多个边缘的碳纳米材料;以及第一表面和第二表面和碳纳米材料的一个和多个边缘上的硫,其中当使用CHNS元素分析和热重分析之一或两者测量时,硫形成组成的50重量%至99重量%。本文还公开了使用所述材料的电池。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

专利
本专利技术涉及硫电池的领域并且特别涉及具有增强性能的硫修饰的碳纳米材料的形成和用途。本专利技术还涉及所述材料作为硫基电池的阴极和阳极中的活性材料的用途以及形成所述材料的方法。


技术介绍

1、本说明书中对先前发表文献的列举或讨论不应被认为是承认该文献是现有技术的一部分或者是公知常识。

2、锂离子电池是重要的可再充电能量储存设备,其通常用于许多电子设备中。考虑到例如智能电话和膝上型电脑的便携式设备的高拥有度和使用率,对可再充电电池的需求已经极大地增长。这种增长由于混合式和全电池式电动交通工具的出现而加速,该需求推动电池具有更高能量密度和更低成本。正如将理解的,能量密度和成本是影响新电池技术是否可进入与便携式电子设备、电网能量储存和电动运输相关的市场的最重要因素。

3、有前景的能量储存设备的一个实例是硫电池。在硫电池中,锂-硫(li-s)电池是最值得注意的,其使用低成本的阴极材料(与例如镍-锰-钴nmc相比)并提供高放电容量。事实上,li-s电池具有比常规锂离子电池(nmc811:石墨,nmc的730w h kg-1)更高的理本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种纳米颗粒材料,其包含:

2.根据权利要求1所述的纳米颗粒材料,其中所述碳纳米材料选自于由以下构成的组中的一种或多种:碳纳米管、碳纳米纤维、富勒烯、石墨烯、氧化石墨烯、纳米石墨、炭黑、乙炔黑、热解炭黑、介孔碳、碳量子点、和石墨烯量子点。

3.根据权利要求2所述的纳米颗粒材料,其中所述碳纳米材料是石墨烯和/或炭黑。

4.根据权利要求3所述的纳米颗粒材料,其中所述石墨烯为石墨烯纳米片的形式并且所述炭黑为科琴黑的形式。

5.根据前述权利要求中任一项所述的纳米颗粒材料,其中所述纳米颗粒材料还可包含与所述碳纳米材料结合的卤素原子。

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种纳米颗粒材料,其包含:

2.根据权利要求1所述的纳米颗粒材料,其中所述碳纳米材料选自于由以下构成的组中的一种或多种:碳纳米管、碳纳米纤维、富勒烯、石墨烯、氧化石墨烯、纳米石墨、炭黑、乙炔黑、热解炭黑、介孔碳、碳量子点、和石墨烯量子点。

3.根据权利要求2所述的纳米颗粒材料,其中所述碳纳米材料是石墨烯和/或炭黑。

4.根据权利要求3所述的纳米颗粒材料,其中所述石墨烯为石墨烯纳米片的形式并且所述炭黑为科琴黑的形式。

5.根据前述权利要求中任一项所述的纳米颗粒材料,其中所述纳米颗粒材料还可包含与所述碳纳米材料结合的卤素原子。

6.根据前述权利要求中任一项所述的纳米颗粒材料,其中所述纳米颗粒材料还包含与所述多个活性位点的第一部分连接的卤素原子。

7.根据权利要求5或权利要求6所述的纳米颗粒材料,其中卤素原子选自于由以下构成的组中的一种或多种:f、cl、br和i,任选地其中卤素原子选自于由以下构成的组中的一种或多种:f、cl和br(例如卤素原子是f)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的纳米颗粒材料,其中当使用chns元素分析或热重分析之一或两者测量时,硫形成组成的50至97重量%。

9.根据权利要求8所述的纳米颗粒材料,其中当使用chns元素分析或热重分析之一或两者测量时,硫含量为组成的70至96重量%。

10.根据权利要求9所述的纳米颗粒材料,其中当使用chns元素分析或热重分析之一或两者测量时,硫含量为组成的85至95重量%,例如88至94重量%。

11.根据前述权利要求中任一项所述的纳米颗粒材料,其中至少部分的硫与所述碳纳米材料的多个活性位点的第二部分共价结合。

12.根据前述权利要求中任一项所述的纳米颗粒材料,其中所述多个活性位点是选自于由以下构成的组中的一种或多种活性位点:表面、边缘、缺陷(例如孔隙)和中间层。

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【专利技术属性】
技术研发人员:塞尔吉奥·格拉涅罗·埃切弗里加雷维韦克·奈尔安东尼奥埃利奥卡斯特罗内托
申请(专利权)人:新加坡国立大学
类型:发明
国别省市:

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