一种氮掺杂有序介孔碳-硫材料及其制备方法和应用

    公开(公告)号:CN107946569A

    公开(公告)日:2018-04-20

    申请号:CN201711150363.3

    申请日:2017-11-18

    CPC classification number: H01M4/364 H01M4/38 H01M4/583 H01M10/052

    Abstract: 本发明公开了一种氮掺杂有序介孔碳-硫材料,以SBA-15、苯酚、甲醛、鸟嘌呤和硫为原料,通过软模板法合成介孔碳粉末、再通过液相原位复合法得到未经活化的氮掺杂有序介孔碳-硫材料,最后用熔融法活化获得氮掺杂有序介孔碳-硫材料,硫含量为60~70%。其制备方法包括以下步骤:1)软模板法制备氮掺杂有序介孔碳粉末,2)液相原位复合法制备未经活化的氮掺杂有序介孔碳-硫材料,3)氮掺杂有序介孔碳-硫材料的活化。作为锂硫电池正极的应用,当电流密度为335 mA/cm2时,首次放电比容量为1100~1200 mAh/g,经170次循环后,比容量衰减至600~650 mAh/g,为首次放电的50%,平均每次衰减率为0.29%。本发明具有硫含量高,抑制部分多硫化物的溶解,有效抑制穿梭效应引起的优点。

    一种铁、镍掺杂活性炭-硫材料及其制备方法和应用

    公开(公告)号:CN107591523A

    公开(公告)日:2018-01-16

    申请号:CN201710724787.X

    申请日:2017-08-22

    Abstract: 本发明公开一种铁、镍掺杂活性炭-硫材料,由无机镍盐、无机铁盐和活性炭和硫为原料,通过水热法、液相原位复合法和熔融法活化获得。其制备方法包括以下步骤:1)水热法制备铁、镍掺杂活性炭粉末;2)液相原位复合法制备未经活化的铁、镍掺杂活性炭-硫材料;3)铁、镍掺杂活性炭-硫材料的活化。作为锂硫电池正极的应用,当电流密度为167.5 mA/cm2时,首次放电比容量为1000~1100 mAh/g,经100次循环后,比容量衰减至500~550 mAh/g。本发明具有以下优点:1.硫含量大幅提高;2.成功抑制部分多硫化物的溶解;3.成分分布均匀,有效抑制穿梭效应引起的负极腐蚀和电池内阻增加;实现了提供放电比容量,降低电池容量衰减的速度,改善了循环性能。

    一种三维多孔碳纳米片-硫材料及其制备方法和应用

    公开(公告)号:CN112838215A

    公开(公告)日:2021-05-25

    申请号:CN202110241317.4

    申请日:2021-03-04

    Abstract: 本发明公开一种三维多孔碳纳米片‑硫材料,由三聚氰胺、植酸和硫为原料,通过溶液混合法和高温热解法合成三维多孔碳纳米片,再通过熔融法获得三维多孔碳纳米片‑硫材料,所述三维多孔碳纳米片‑硫材料的硫含量为80‑90%。其制备方法包括以下步骤:1)热解法制备三维多孔碳纳米片;2)熔融法制备三维多孔碳纳米片‑硫正极材料。其中,采用二段热解和二段热处理。作为锂硫电池正极的应用,当电流密度为838 mA/cm2时,循环充放电200次后,放电比容量为600‑700 mAh/g,库伦效率较稳定接近100%;当电流密度为1675 mA/g时,循环充放电500次后,放电比容量为400‑600 mAh/g,平均每次衰减率为0.079%。本发明具有以下优点:具有高含硫量、抑制多硫化物溶解;降低电池容量衰减,改善循环性能。

    一种柚子果肉皮基多孔碳材料的制备方法和应用

    公开(公告)号:CN108584947A

    公开(公告)日:2018-09-28

    申请号:CN201810464002.4

    申请日:2018-05-15

    Abstract: 本发明公开了一种由柚子果肉皮制备的多孔碳材料,即由柚子果肉皮制备碳前驱体,然后经碱性无机物处理,再经煅烧制备而成。其比表m2 面g积-1之范间围,在平9均72孔~1径59分8 布在1.76~1.89 nm范围内。其制备方法包括以下步骤:1)柚子果肉皮的低温碳化;2)柚子果肉皮基多孔碳材料的活化;3)柚子果肉皮基多孔碳材料的后处理。本发明材料作为超级电容器电极材料的应用时,当电流密度为0.5 A g-1时,比电容值范围在117~315 F g-1。该发明以柚子果肉皮为碳源,拓宽了生物材料的应用领域;在多孔材料和超级电容器领域具有广阔的应用前景。

    一种负载CoB纳米粒子的氮掺杂多孔碳材料及其制备方法和应用

    公开(公告)号:CN110124721B

    公开(公告)日:2022-10-04

    申请号:CN201910438482.1

    申请日:2019-05-24

    Abstract: 本发明公开了一种负载CoB纳米粒子的氮掺杂多孔碳材料,将多孔碳材料加入含氮化合物,通过水热法、活化法和高温热处理方法,得到不规则球状氮掺杂多孔碳材料,然后经过原位还原的方法将CoB负载到氮掺杂多孔碳材料上,得到负载CoB纳米粒子的氮掺杂多孔碳材料,不规则球状氮掺杂多孔碳材料表面和孔道内均匀负载CoB纳米粒子,最终呈规则球状,其比表面积为1359‑2524 m2g‑1,孔径分布为1.60‑2.40 nm。其制备方法包括以下步骤:1)氮掺杂多孔碳材料的制备;2)CoB纳米粒子的负载。作为硼氢化钠水解放氢催化剂,放氢速率达到1200‑2500 ml/min/g,循环性能良好,放氢量保持在50‑60%。因此,本发明制备简单并且具有更优良的催化性能,在氢能的应用以及燃料电池等领域具有广阔的应用前景。

    一种基于聚吡咯的铁掺杂多孔碳-硫材料及其制备方法和应用

    公开(公告)号:CN110828810B

    公开(公告)日:2022-09-16

    申请号:CN201911169478.6

    申请日:2019-11-26

    Abstract: 本发明公开了一种基于聚吡咯的铁掺杂多孔碳‑硫复合材料,以无机铁盐、吡咯和硫作为原料,通过低温聚合法制备聚吡咯作为多孔碳前驱体;再通过液相法引入铁元素后,通过高温烧结法制备基于聚吡咯的铁掺杂多孔碳;最后通过熔融法引入硫元素,得到活化后的基于聚吡咯的铁掺杂多孔碳‑硫复合材料,硫含量为45‑55%。作为锂硫电池正极的应用,首次放电比容量达到1000‑1100mAh/g,循环后比容量为500‑600mAh/g,平均每次衰减率为0.5%。本发明具有以下优点:1.碳载体多孔状形貌稳定,减少循环过程中活性物质硫的损失;2.硫在载体中的分布较为均匀;3.硫含量高;4.方法简单有效,适合大规模商业化生产。

    一种基于三聚氰胺的外包覆多孔碳-硫复合材料及其制备方法和应用

    公开(公告)号:CN110993909A

    公开(公告)日:2020-04-10

    申请号:CN201911195849.8

    申请日:2019-11-29

    Abstract: 本发明公开一种基于三聚氰胺的外包覆多孔碳-硫复合材料制备方法及其应用,由三聚氰胺、吡咯和硫为原料,通过水热法、低温液相聚合法和熔融法活化获得,硫含量为65-75%。其制备方法包括以下步骤:通过水热法合成三聚氰胺磷酸盐制备基于三聚氰胺的多孔碳,然后通过低温液相聚合法法制备基于三聚氰胺的外包覆多孔碳,最后通过熔融法制备活化的基于三聚氰胺的外包覆多孔碳-硫复合材料。作为锂硫电池正极的应用,首次放电比容量为1000-1100 mAh/g,经100次循环后,比容量衰减至450-550 mAh/g。本发明具有以下优点:1.高比容量与电化学循环性能;2.碳载体形貌稳定,外包覆结构有效抑制穿梭效应和减少活性物质硫的脱落流失;3.活性物质硫的分布均匀,增加了硫的负载量。

    一种活性炭碳-硫材料及其制备方法和应用

    公开(公告)号:CN108365210A

    公开(公告)日:2018-08-03

    申请号:CN201810324954.6

    申请日:2018-04-12

    Abstract: 本发明公开一种活性炭-硫正极材料,由二乙烯三胺五乙酸、氢氧化钾、无水乙醇和硫为原料,通过研磨,煅烧和熔融法活化获得。其制备方法包括以下步骤:1)二乙烯三胺五乙酸与氢氧化钾混合研磨均匀;2)煅烧法制备活性炭粉末;3)活性炭-硫正极材料的熔融活化。作为锂硫电池正极的应用,当电流密度为835 mA/cm2(0.5C)时大电流充放电,首次放电为774.6 mAh/g,经110次循环后比容量衰减至500~550 mAh/g,平均每次衰减率为0.28%。本发明具有以下优点:1.制备方法简单,硫含量大幅提高;2.成功抑制部分多硫化物的溶解;3.成分分布均匀,有效抑制穿梭效应引起的负极腐蚀和电池内阻增加;实现了提供放电比容量,降低电池容量衰减的速度,改善了循环性能。

    一种基于回收氧化石墨烯/硫溶胶复合微球的制备及应用

    公开(公告)号:CN118299705A

    公开(公告)日:2024-07-05

    申请号:CN202410414780.8

    申请日:2024-04-08

    Abstract: 本发明公开了一种基于回收氧化石墨烯/硫溶胶复合微球,以废弃石墨为原料制备回收氧化石墨烯,并通过回收氧化石墨烯与硫溶胶粒子进行复合即可制得单个复合微球的尺寸为1‑5μm,微观形貌为,氧化石墨烯完整的包覆在硫溶胶粒子的表面,形成连续的导电网络;具有自支撑的特点,经常规方法压实,辊压,切片,即可直接作为电极片使用,即得到自支撑电极。其制备方法包括以下步骤:1,石墨的常规回收;2,氧化石墨烯的制备;3,基于回收氧化石墨烯/硫溶胶复合微球的制备。作为锂硫电池正极材料的应用,在0.2C的电流密度下的初始放电比容量为1035‑1077mA h g‑1,50次充放电循环后,放电比容量为718‑755mA h g‑1,循环后容量保持率为69‑70%。

    一种基于聚吡咯的铁掺杂多孔碳-硫材料及其制备方法和应用

    公开(公告)号:CN110828810A

    公开(公告)日:2020-02-21

    申请号:CN201911169478.6

    申请日:2019-11-26

    Abstract: 本发明公开了一种基于聚吡咯的铁掺杂多孔碳-硫复合材料,以无机铁盐、吡咯和硫作为原料,通过低温聚合法制备聚吡咯作为多孔碳前驱体;再通过液相法引入铁元素后,通过高温烧结法制备基于聚吡咯的铁掺杂多孔碳;最后通过熔融法引入硫元素,得到活化后的基于聚吡咯的铁掺杂多孔碳-硫复合材料,硫含量为45-55%。作为锂硫电池正极的应用,首次放电比容量达到1000-1100mAh/g,循环后比容量为500-600mAh/g,平均每次衰减率为0.5%。本发明具有以下优点:1.碳载体多孔状形貌稳定,减少循环过程中活性物质硫的损失;2.硫在载体中的分布较为均匀;3.硫含量高;4.方法简单有效,适合大规模商业化生产。

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