一种用于锂硫电池正极的正极材料及其制备和应用_3

文档序号:9566096阅读:来源:国知局
r>[0053]实施例7
[0054]取0.28ml浓度为441.216mgff/ml的偏鹤酸铵的水溶液和0.53ml浓度为65mgCr/ml的硝酸铬溶液混和,并加入适量水和异丙醇超声混和均匀后,加入0.5g碳纳米管(CNT)中,搅拌半个小时混和均匀,将其浸溃12h。将上述混合物在90°C水浴上使溶剂缓慢挥发至表面干燥,然后在真空干燥箱中将上述混合物于120°C下干燥12小时;再将样品移入管式炉进行烧结与氮化。通入高纯队气,在500°C下热处理2小时,N2吹扫至室温,然后通入60ml/min的NH3以5K/min由室温升温到623K ;然后以0.5K/min的速度由623K升温到723K,再由2.5K/min由723K升温到1073K后,在1073K恒温2h,降温至室温,制备得到催化剂(Cr:ff的摩尔比为1:1) (Cr,ff)N/C,将得到的(Cr,W)N/C与单质硫混合,球磨5h后,置于管式炉中155°C恒温15h,得到S - (Cr, ff)N/CNT,将得到的产物与乙炔黑、聚丙烯酸混合,刮涂至铝箔上,60°C烘干得到锂硫电池正极极片。其中(Cr,W)N占正极材料总质量的10%,S占70%,正极材料总质量占电极质量的80%,乙炔黑占10%,聚丙烯酸占10%。组装电池,测试性能。
[0055]实施例8
[0056]取0.25ml浓度为441.216mgff/ml的偏钨酸铵水溶液,并加入1.5ml水和0.3ml异丙醇超声混和均匀后,加入0.5g碳纳米管中,搅拌半个小时混和均匀,将其浸溃12h。将上述混合物在90°C水浴上使溶剂缓慢挥发至表面干燥,然后在真空干燥箱中于120°C下干燥12小时;再将样品移入管式炉进行烧结与氮化。焙烧条件为队气氛中以5°C /min升温至500°C恒温焙烧2小时,降至室温。然后通入60ml/min的(甲烷+氢气10% )以5K/min由室温升温到623K ;然后以0.5K/min的速度由623K升温到723K,再由2.5K/min由723K升温到1025K后,在1025K恒温2h,降至室温制备得到W2C/C。将得到的W2C/C与单质硫混合,球磨5h后,置于管式炉中155°C恒温15h,得到S - ff2C/C,将得到的产物与聚四氟乙烯混合,刮涂至铝箔上,60°C烘干得到锂硫电池正极极片。其中W2C占正极材料总质量的15%,S占60%,正极材料总质量占电极质量的90%,乙炔黑占5%,聚四氟乙烯占5%。组装电池,测试性能。
[0057]实施例9
[0058]取0.83ml浓度为133.6mgMo/ml的钥酸铵水溶液,并加入适量水和异丙醇超声混和均匀后,加入0.5g导电碳科琴黑600中,搅拌半个小时混和均匀,将其浸溃12h。将上述混合物在90°C水浴上使溶剂缓慢挥发至表面干燥,然后在真空干燥箱中将上述混合物于120°C下干燥2小时;再将样品移入管式炉进行烧结与氮化。焙烧条件为队气氛中以5°C /min升温至500°C恒温焙烧2小时,降至室温。然后通入60ml/min的(乙烧+10%氣气混合气)以5K/min由室温升温到623K ;然后以0.5K/min的速度由623K升温到723K,再由2.5K/min由723K升温到973K后,在973K恒温2h,降至室温制备得到Mo2C/C。将得到的Mo2C/C与单质硫混合,球磨5h后,置于管式炉中155°C恒温12h,得到S - Mo2C/C,将得到的产物与乙炔黑、丁苯橡胶混合,刮涂至铝箔上,60°C烘干得到锂硫电池正极极片。其中Mo2N占正极材料总质量的20%,S占60%,正极材料总质量占电极质量的90%,乙炔黑占5%,丁苯橡胶占5 %。组装电池,测试电池性能。
[0059]实施例10
[0060]取0.83ml浓度为133.6mgTi/ml的钛酸四丁酯溶液和0.48ml浓度为441.216mgFe/ml的硝酸铁溶液混和,并加入适量水和异丙醇超声混和均勻后,加入0.5g碳纤维中混匀后浸溃12h。然后水浴蒸干后放入烘箱393K干燥12h ;再将样品移入管式炉进行烧结与氮化。焙烧条件为N2气氛中以5°C /min升温至500°C恒温焙烧2小时,降至室温。通入60ml/min的NH3以5K/min由室温升温到623K ;然后以0.5K/min的速度由623K升温到723K,再由2.5K/min由723K升温到1025K后,在1025K恒温2h,降温至室温,制备得到催化剂(Ti,Fe)N/C。将得到的(Ti,Fe)N/C与单质硫混合,球磨5h后,置于管式炉中155°C恒温15h,得到S — (Ti,Fe)N/C,将得到的产物与纳米管、聚四氟乙烯混合,刮涂至铝箔上,60°C烘干得到锂硫电池正极极片。其中(Ti,Fe)N占正极材料总质量的10%,S占50%,正极材料总质量占电极质量的80%,纳米管占10%,聚四氟乙烯占10%。组装电池,测试性倉泛。
[0061]实施例11
[0062]负载型氮化钴钥的前体氧化物采用浸溃法:将0.59ml浓度为134.4mgCo/ml的Co(NO3)2.6Η20水溶液缓慢加入到0.96ml的浓度为133.6mgMo/ml的钥酸铵水溶液,将混合液浸溃碳纳米纤维中,搅拌半个小时混和均匀,将其浸溃12h。将上述混合物在90°C水浴上使溶剂缓慢挥发至表面干燥,然后在真空干燥箱中将上述混合物于120°C下干燥12小时;再将样品移入管式炉进行烧结与氮化。焙烧条件为N2气氛中以5°C /min升温至500°C恒温焙烧2小时,降至室温。然后通入60ml/min的NH3以ΙΟΚ/min由室温升温到623K ;然后以0.5K/min的速度由623K升温到723K,再由2.5K/min由723K升温到973K后,在1025K恒温2h,降温至室温制备得到Co:Mo的摩尔比为1:1的Co3Mo3N/碳纳米纤维,将得到的Co3Mo3N/C与单质硫混合,球磨5h后,置于管式炉中155°C恒温15h,得到S - Co3Mo3N/C,将得到的产物与羟甲基纤维素钠+ 丁苯橡胶混合,刮涂至铝箔上,60°C烘干得到锂硫电池正极极片。其中Co3Mo3N占正极材料总质量的5%,S占60%,正极材料总质量占电极质量的90%,羟甲基纤维素钠+ 丁苯橡胶占10%。组装电池,测试性能。
[0063]实施例12
[0064]取0.88ml的浓度为133.6mgMo/ml的钥酸铵水溶液,与1.40ml浓度为20mgZr/ml的硝酸氧锆二水合物的乙二醇溶液超声混和均匀后,加入0.5g介孔炭中,搅拌半个小时混和均匀,将其浸溃12h。将上述混合物在90°C水浴上使溶剂缓慢挥发至表面干燥,然后在真空干燥箱中将上述混合物于120°C下干燥2小时;再将样品移入管式炉进行烧结与氮化。焙烧条件为N2气氛中以5°C /min升温至500°C恒温焙烧2小时,降至室温。然后通入60ml/min的NH3以5K/min由室温升温到623K ;然后以0.5K/min的速度由623K升温到723K,再由2.5K/min由723K升温到973K后,在973K恒温2h,降至室温制备得到Mo4ZrNx/C。将得到的Mo4ZrNx/C与单质硫混合,球磨5h后,置于管式炉中155°C恒温15h,得到S — Mo4ZrNx/C,将得到的产物与羟甲基纤维素钠+ 丁苯橡胶混合,刮涂至铝箔上,60°C烘干得到锂硫电池正极极片。其中Mo4ZrNx占正极材料总质量的10%,S占50%,正极材料总质量占电极质量的90%,羟甲基纤维素钠+ 丁苯橡胶占10%。组装电池,测试性能。
[0065]实施例13
[0066]取0.48ml浓度为133.6mgMo/ml的钥酸铵水溶液和1.07ml浓度为65mgCr/ml的硝酸铬溶液混和,加入适量异丙醇超声混和均匀后,加入0.5g碳纳米管(CNT)中,搅拌半个小时混和均匀,将其浸溃12h。将上述混合物在90°C水浴上使溶剂缓
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