The invention relates to a preparation method and application of heterojunction structure carbon nano fiber, two tin sulfide, two tin oxide and sulfur composite material, which belongs to the field of energy material technology. The method is as follows: 1, four tin chloride and thioacetamide, carbon nano fiber soluble poly alcohol in the hydrothermal reaction, the carbon nanofibers, with heterojunction structure of two tin sulfide and two tin oxide composite materials; 2 step a composite material obtained by dipping sulfur solution in 5min, after the removal, vacuum drying, calcination temperature, carbon nano fiber, with heterogeneous structure two, two tin oxide and tin sulfide sulfur composite material. The advantages of the invention are: the special interface effect existing in the composite material can effectively increase the electron and ion transmission rate on the electrode surface, and is conducive to the efficient utilization of sulfur and obtaining the stable lithium sulfur battery. Composite materials can be prepared directly by one step hydrothermal method. It is simple and easy to operate, and the composition is controllable.
【技术实现步骤摘要】
一种具有异质结结构的碳纳米纤维、二硫化锡、二氧化锡和硫复合材料的制备方法及应用
本专利技术属于能源材料
,尤其涉及一种具有异质结结构的碳纳米纤维、二硫化锡、二氧化锡和硫复合材料的制备方法及应用。
技术介绍
随着便携式电子产业的发展,对高比能量电池的需求更加迫切,限制于传统钴酸锂、锰酸锂等材料的比容量的制约,锂离子电池已经无法满足现在的需求。寻求一种更高比容量的二次电池势在必行。锂硫电池近些年来受到研究人员的重视,由于其比容量高(1675mAh/g)、成本低、单质硫来源广、无毒等优点,很有希望成为下一代高比能量的二次电池体系。但是,目前仍然具有很多困难制约着锂硫电池的商业化应用,比如:(1)单质硫不导电,影响整个电池的电化学性能;(2)放电电位比较低,只有2.1V;(3)放电中间产物多硫化锂易溶于醚类电解液(穿梭效应),导致硫通过电解液迁移到负极表面,降低电池寿命;(4)单质硫放电过程体积膨胀严重,选用单质锂作为负极材料,存在安全隐患。以上问题中多硫化锂的溶解是目前要解决的最大的问题。通常解决穿梭效应的方法是选用一种碳材料与单质硫复合,将单质硫和放电中间产物包裹在碳材料的孔道中。但是近期研究表明,碳材料属于非极性分子,与多硫化锂之间无法形成化学吸附的作用,导致抑制穿梭效应的效果不明显。基于此种观点,研究人员又选取元素掺杂改性碳材料的表面结构,但是掺杂的活性位点有限。最近,极性分子作为锂硫电池正极材料的研究成为抑制穿梭效应的热点。但是研究人员关注的重点主要是如何抑制穿梭效应,而很少有人去考虑催化锂硫电池放电过程的反应进度问题,如果加快多硫化锂向硫化锂的转 ...
【技术保护点】
一种具有异质结结构的碳纳米纤维、二硫化锡、二氧化锡和硫复合材料的制备方法,其特征在于:所述方法步骤如下:步骤一:取16 mg 硫代乙酰胺,32‑80 mg四氯化锡溶解到10mL异丙醇中,加入直径为1cm的碳纳米纤维,在180℃水热反应24小时,自然冷却至室温,在70℃温度下过夜干燥,即得到具有异质结结构的碳纳米纤维、二硫化锡和二氧化锡复合材料;步骤二:取200~400mg硫粉溶于5mL的二硫化碳中,得到硫溶液,将步骤一的具有异质结结构的碳纳米纤维、二硫化锡和二氧化锡复合材料浸渍到硫溶液,使硫的负载量在1.5‑3.0mg cm
【技术特征摘要】
1.一种具有异质结结构的碳纳米纤维、二硫化锡、二氧化锡和硫复合材料的制备方法,其特征在于:所述方法步骤如下:步骤一:取16mg硫代乙酰胺,32-80mg四氯化锡溶解到10mL异丙醇中,加入直径为1cm的碳纳米纤维,在180℃水热反应24小时,自然冷却至室温,在70℃温度下过夜干燥,即得到具有异质结结构的碳纳米纤维、二硫化锡和二氧化锡复合材料;步骤二:取200~400mg硫粉溶于5mL的二硫化碳中,得到硫溶液,将步骤一的具有异质结结构的碳纳米纤维、二硫化锡和二氧化锡复合材料浸渍到硫溶液,使硫的负载量在1.5-3.0mgcm-2中,5min后取出,在40℃温度下真空干...
【专利技术属性】
技术研发人员:孙克宁,王茂旭,张乃庆,范立双,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学,
类型:发明
国别省市:黑龙江,23
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