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一種硫?生物質碳/過渡金屬復合電極材料及其制備方法和應用與流程

文檔序號:12130032閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種硫-生物質碳/過渡金屬復合電極材料的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:

(1)將大米加入氣流膨化機中,密封并加熱,加熱溫度為300~600℃,加熱壓力為0.5~1.2MPa,加熱時間為1~5分鐘,泄壓后得到膨化大米;

(2)將膨化大米浸泡在過渡金屬硝酸鹽乙醇溶液中,浸泡10~30分鐘后取出,得到過渡金屬硝酸鹽吸附的膨化大米;

(3)將過渡金屬硝酸鹽吸附的膨化大米干燥得到淺綠色過渡金屬硝酸鹽吸附膨化大米;

(4)將淺綠色過渡金屬硝酸鹽吸附膨化大米在氬氣中進行高溫熱處理,高溫熱處理溫度為700~1200℃,高溫熱處理時間為2~3小時,得到生物質碳/過渡金屬復合材料;

(5)將生物質碳/過渡金屬復合材料與硫單質均勻混合,然后置入高壓反應釜中,加熱至120~180℃,加熱時間為12~18小時,待反應釜降溫后,取出反應產(chǎn)物,得到硫-生物質碳/過渡金屬復合電極材料。

2.根據(jù)權利要求1所述的硫-生物質碳/過渡金屬復合電極材料的制備方法,其特征在于,步驟(2)中,所述的過渡金屬硝酸鹽乙醇溶液由過渡金屬硝酸鹽和乙醇混合而成。

3.根據(jù)權利要求2所述的硫-生物質碳/過渡金屬復合電極材料的制備方法,其特征在于,步驟(2)中,所述的膨化大米與過渡金屬硝酸鹽的質量比為3~4:1。

4.根據(jù)權利要求2所述的硫-生物質碳/過渡金屬復合電極材料的制備方法,其特征在于,步驟(2)中,所述的過渡金屬硝酸鹽的質量和乙醇的體積之比為1g~5g:100mL。

5.根據(jù)權利要求2所述的硫-生物質碳/過渡金屬復合電極材料的制備方法,其特征在于,步驟(2)中,所述的過渡金屬硝酸鹽為硝酸鎳、硝酸鈷、硝酸鐵、硝酸錳、硝酸錫、硝酸銅的一種或兩種以上。

6.根據(jù)權利要求1所述的硫-生物質碳/過渡金屬復合電極材料的制備方法,其特征在于,步驟(5)中,所述的生物質碳/過渡金屬復合材料與硫單質的質量混合比例為1:0.5~4。

7.根據(jù)權利要求1~6任一項所述的制備方法制備的硫-生物質碳/過渡金屬復合電極材料。

8.根據(jù)權利要求7所述的硫-生物質碳/過渡金屬復合電極材料,其特征在于,由硫、生物質碳和過渡金屬復合而成,所述的過渡金屬以金屬顆粒方式嵌入在生物質碳內部,其中,單質硫重量百分含量為10%~80%,碳重量百分含量為18%~85%,過渡金屬重量百分含量為2%~5%。

9.根據(jù)權利要求8所述的硫-生物質碳/過渡金屬復合電極材料,其特征在于,所述的過渡金屬為鎳、鈷、鐵、錳、錫、銅中的一種或兩種。

10.根據(jù)權利要求7~9任一項所述的硫-生物質碳/過渡金屬復合電極材料在制備鋰硫電池的陽極中的應用。

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