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申请/专利权人:长江师范学院
摘要:本发明公开了一种多孔蜂窝状结构的复合电极材料的制备方法,所述电极材料包括金属单原子掺杂的超薄碳纳米片构建的多孔蜂窝状结构,碳纳米片上还负载有颗粒状的过渡金属硫族化物;所述电极材料的化学通式为TMCSAM'@NC。该结构中碳载单原子催化剂可以在TMC充放电过程中提供丰富的活性金属活性位点、高导电性和强的M'‑N键的化学吸附转化能力,还可以固定化NaPSsNaPSes,解决了TMC在储钠过程中MNa2S的可逆动态转化差的问题,并且TMC纳米颗粒均匀锚定在三维的蜂窝碳结构上缓解了TMCs循环过程中的体积膨胀,从而本发明显著提高TMC的循环稳定性和可逆容量。本发明原材料成本低廉,工艺简单,反应条件易实现,可批量化生产,便于商业化应用,在钠离子电池中展现出巨大的应用前景。
主权项:1.一种多孔蜂窝状结构的复合电极材料的制备方法,其特征在于,所述电极材料包括金属单原子掺杂的超薄碳纳米片构建的多孔蜂窝状结构,所述碳纳米片上还负载有颗粒状的过渡金属硫族化物;所述电极材料的化学通式为TMCSAM'@NC,其中,TMC为过渡金属硫族化物,M为过渡金属,M'为单原子Fe,Co,Ni,Mn,V,Zn,Cu或Cr,NC为碳纳米片,所述M与M'独立选择且不相同;所述电极材料的制备方法包括如下步骤:1将聚乙烯吡咯烷酮溶解在水中搅拌均匀,然后加入含有M的盐类和含有M'的盐类,持续搅拌,直至完全溶解,再将上述混合溶液烘干,得到红棕色的固体粉末;所述混合溶液中含有M的盐类的浓度为0.05~0.5M,含有M'的盐类的浓度为0.002~0.008M;2将步骤1制得的固体粉末转入管式炉中,在保护气氛中进行碳化处理,反应结束后自然降温,得到MCxSAM'@NC或MSAM'@NC复合材料;3将步骤2制得的MCxSAM'@NC或MSAM'@NC和硫源或硒源分别置于两个瓷舟内并用一张锡箔纸进行包裹后,再将其在保护气氛中进行硫化或硒化处理,反应结束后自然降温,制备得到所述TMCSAM'@NC复合电极材料。
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