【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钠硫电池正极材料，具体而言，涉及一种负载液态合金的碳纳米管复合材料及其制备方法、钠硫电极的正极材料及其制备方法。
技术介绍
1、能源是人类发展中不可或缺的物质基础，也是各国经济多元化的坚实保障，对国计民生具有不可估量的战略意义。近年来，全球石油消费减少9.3％，为史上最大降幅。而可再生能源增长9.7％，以雨后春笋般的速度不断发展。油气需求受到了越来越大的挑战，但还是无法动摇能源系统中化石燃料的霸主地位。但是在原油减产、国际地域冲突等政治环境的影响下，石油价格一路上涨，全球油气供需端的矛盾愈加激烈，这表明能源结构的转型迫在眉睫。而新能源技术拥有庞大的潜在市场，能够创造巨大的经济机会。
2、众所周知，当前应用最广泛的莫过于锂离子电池。但是传统锂离子电池由于其理论能量密度约为387wh/kg，这限制了在动力交通工具及纯电动交通工具等领域的广泛应用。而锂硫电池因硫的理论能量密度高达2500wh/kg，理论比容量高达1675mah/g，而受到广泛关注，并且硫具有成本低，无毒，安全性好等优点。但是，由于锂元素在地壳中的匮乏，只占约0.0065％，价格昂贵，而钠元素却占约2.64％，钠的电极电势为-2.71v略高于锂的-3.02v，安全性更好一些。而且钠与锂处于同一主族，电化学性质相似，所以可尝试用钠来代替锂构造钠硫电池。
3、然而，由于金属钠比锂更加活泼，所以钠硫电池面临的挑战比锂硫电池更多，特别是在硫活性材料的利用率和循环期间的容量保持方面。与锂硫电池类似，室温钠硫电池在使用液态电解液时，因为硫的绝缘
技术实现思路
1、本专利技术提供一种负载液态合金的碳纳米管复合材料，通过碳纳米管和液态合金保证了材料整体的导电性能，且复合材料整体呈现出疏松多孔的状态，为硫的负载提供了充足的空间，同时镓-铋-钼液态合金能有效的抑制穿梭效应以及硫化钠固体的生长，明显提升钠硫电池中活性物质的转化动力与实际利用率。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种负载液态合金的碳纳米管复合材料，包含有液态合金、碳纳米管，液态合金均匀的吸附在碳纳米管上，液态合金中包含有镓金属、铋金属、钼金属。
3、上述负载液态合金的碳纳米管复合材料为具有高效催化作用的硫催化剂，利用碳纳米管负载镓-铋-钼液态合金，在循环过程中，由于镓-铋-钼相呈液态，能够更加充分地与反应过程中产生的多硫化物产生接触，进而产生相互作用，实现有效的穿梭效应抑制效果。同时，镓-铋-钼液态合金的存在可以抑制硫化钠固体的团聚生长，从而避免其因导电性过低而失去电化学反应活性。镓-铋-钼液态合金中由于多种金属原子的存在使得其呈现出不均匀的电子分布，表现出强催化活性，从而提升钠硫电池的氧化还原反应动力学。碳纳米管在材料合成过程中为镓-铋-钼液态合金提供负载空间，在后续应用过程中，碳纳米管也能通过物理吸附作用抑制多硫化物溶解，提升钠硫电池的循环稳定性。
4、在优选或可选地实施方式中，液态合金中包含有质量份之比为(80-90)：(5-10)：(5-10)的镓金属、铋金属、钼金属。
5、在优选或可选地实施方式中，液态合金与碳纳米管的质量份之比为(5-10)：(1-3)。
6、本专利技术还提供一种负载液态合金的碳纳米管复合材料的制备方法，用于制备上述负载液态合金的碳纳米管复合材料，制备步骤如下：
7、s100：准备镓金属、铋金属、钼金属，混合后加热熔融，得到液态合金料；
8、s200：将液态合金料、碳纳米管加入到异丙醇中，混合均匀，然后加热挥发异丙醇，得到负载液态合金的碳纳米管复合材料。
9、通过上述制备方法，可以高效的制备的到负载液态合金的碳纳米管复合材料，液态合金料在异丙醇的带动下能够均匀的负载在碳纳米管上，然后将异丙醇挥发就能得到纯净的负载液态合金的碳纳米管复合材料。
10、在优选或可选地实施方式中，步骤s100中，控制加热熔融的加热温度为50℃-90℃、加热时间为1h-3h。
11、在优选或可选地实施方式中，步骤s200中，液态合金料与异丙醇的质量份之比为(0.5-1)：(78.55-235.55)。
12、在优选或可选地实施方式中，步骤s200中，将液态合金料、碳纳米管加入到异丙醇中，持续超声1h-3h混合均匀，然后在70℃-95℃温度条件下加热并持续搅拌直至异丙醇完全挥发，得到负载液态合金的碳纳米管复合材料。
13、本专利技术还提供一种钠硫电极的正极材料，包含有上述负载液态合金的碳纳米管复合材料以及纳米硫，纳米硫掺杂在负载液态合金的碳纳米管复合材料中。
14、上述钠硫电极的正极材料中，碳纳米管和液态合金的引入保证了整体电极的导电性，能够实现充放电反应过程中的快速电子传递。另一方面，负载液态合金的碳纳米管复合材料整体输送多孔，能够为纳米硫的负载提供充足的空间，同时还可以缓解纳米硫在充放电过程中产生的体积膨胀，提高了电极的循环稳定性。
15、在优选或可选地实施方式中，负载液态合金的碳纳米管复合材料与纳米硫的质量份之比为(0.9-1.1)：(2-5)。
16、本专利技术还提供一种钠硫电极的正极材料的制备方法，用于制备上述钠硫电极的正极材料，制备步骤如下：
17、s300：将负载液态合金的碳纳米管复合材料、纳米硫加入到球磨罐内，用球磨机在500r/min-800r/min的转速下混合处理3h-5h，得到球磨混合料；
18、s400：在氮气环境下，将球磨混合料在100℃-200℃温度环境下热处理5h-24h，得到钠硫电极的正极材料。
19、通过上述制备方法可以有效的制备到钠硫电极的正极材料，纳米硫与负载液态合金的碳纳米管复合材料在球磨机的作用下均匀混合，同时球磨机还能使纳米硫进入到负载液态合金的碳纳米管复合材料的空隙中，然后通过高温热处理使硫与负载液态合金的碳纳米管复合材料牢固的连接。
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1.一种负载液态合金的碳纳米管复合材料，其特征在于，包含有液态合金、碳纳米管，所述液态合金均匀的吸附在所述碳纳米管上，所述液态合金中包含有镓金属、铋金属、钼金属。
2.根据权利要求1所述的负载液态合金的碳纳米管复合材料，其特征在于，所述液态合金中包含有质量份之比为(80-90)：(5-10)：(5-10)的镓金属、铋金属、钼金属。
3.根据权利要求1所述的负载液态合金的碳纳米管复合材料，其特征在于，所述液态合金与所述碳纳米管的质量份之比为(5-10)：(1-3)。
4.一种负载液态合金的碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1-3任一项所述的负载液态合金的碳纳米管复合材料，制备步骤如下：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S100中，控制所述加热熔融的加热温度为50℃-90℃、加热时间为1h-3h。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S200中，所述液态合金料与所述异丙醇的质量份之比为(0.5-1)：(78.55-235.55)。
7.根据权利要求4所
8.一种钠硫电极的正极材料，其特征在于，包含有权利要求1-3任一项所述的负载液态合金的碳纳米管复合材料以及纳米硫，所述纳米硫掺杂在所述负载液态合金的碳纳米管复合材料中。
9.根据权利要求8所述的钠硫电极的正极材料，其特征在于，所述负载液态合金的碳纳米管复合材料与所述纳米硫的质量份之比为(0.9-1.1)：(2-5)。
10.一种钠硫电极的正极材料的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求8-9任一项所述的钠硫电极的正极材料，制备步骤如下：
...【技术特征摘要】
1.一种负载液态合金的碳纳米管复合材料，其特征在于，包含有液态合金、碳纳米管，所述液态合金均匀的吸附在所述碳纳米管上，所述液态合金中包含有镓金属、铋金属、钼金属。
2.根据权利要求1所述的负载液态合金的碳纳米管复合材料，其特征在于，所述液态合金中包含有质量份之比为(80-90)：(5-10)：(5-10)的镓金属、铋金属、钼金属。
3.根据权利要求1所述的负载液态合金的碳纳米管复合材料，其特征在于，所述液态合金与所述碳纳米管的质量份之比为(5-10)：(1-3)。
4.一种负载液态合金的碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1-3任一项所述的负载液态合金的碳纳米管复合材料，制备步骤如下：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s100中，控制所述加热熔融的加热温度为50℃-90℃、加热时间为1h-3h。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于...
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