[发明专利]一种制备纳米Ni

说明书

本发明涉及一种制备纳米Ni₃S₂‑C复合材料的方法及其应用，包括以下步骤：S01：制备前驱体Ni₃(BTC)₂·DMF；S02：在保护气体气氛下对所述步骤S01得到的所述前驱体Ni₃(BTC)₂·DMF进行预碳化1h至6h，得到预碳化的前驱体Ni₃(BTC)₂·DMF；S03：在保护气体气氛下对所述预碳化的前驱体Ni₃(BTC)₂·DMF与硫粉混合后进行高温硫化1h至10h，冷却后即可得到Ni₃S₂‑C复合材料。本发明的有益效果是：前驱体的制备方法简单，产率高，可用于大规模制备生产；Ni₃S₂‑C复合材料具有优异的循环稳定性、倍率性能，比表面积巨大，电极材料利用率高，具有优异的比容量。

技术领域

本发明涉及电池电极材料的制备方法的技术领域，尤其涉及一种制备纳米Ni₃S₂-C复合材料的方法及其应用。

背景技术

锌镍电池属于二次水系锌基电池，由于其具有的超高功率和能量密度、较低的生产成本、以及不燃不爆的高安全性，使其有希望替代锂离子电池，在未来占领大规模储能市场。特别是随着最近在负极锌枝晶的防护工作取得一系列突破性的进展，使得二次碱性锌镍电池取得了突破性的发展。

在传统的碱性镍锌电池中，金属锌与活性炭的混合物为负极，氢氧化镍为正极，氢氧化钾、氢氧化锂、醋酸锌以及氧化锌的混合液为电解液。由于金属锌的低电化学电势(-0.763V)以及高理论容量(820mAh/g)，使得碱性镍锌电池拥有能量密度高达80Wh/kg，功率密度也能达到12KW/kg。虽然已经优于大部分水系电池，但是相较于离子电池的性能仍有一定的差距。目前碱性镍锌电池性能的主要受制于正极的容量：碱性镍锌电池正极主要依靠表面氧化还原反应来提供容量，虽然说氢氧化镍具有容易制备、理论比容量高的优点，但是优于氢氧化镍难于纳米化，使得氢氧化镍在电极反应中的材料利用率偏低，表现出来的容量远远低于其理论容量。所以为了进一步提高二次碱性镍锌电池的性能，需要对二次镍锌电池进行重新设计，对正极材料进行重新选择。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种制备纳米Ni₃S₂-C复合材料的方法及其应用。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

依据本发明的一个方面，提供了一种制备纳米Ni₃S₂-C复合材料的方法，包括以下步骤：

S01：制备前驱体Ni₃(BTC)₂·DMF；

S02：在保护气体气氛下对所述步骤S01得到的所述前驱体 Ni₃(BTC)₂·DMF进行预碳化1h至6h，得到预碳化的前驱体Ni₃(BTC)₂·DMF；

S03：在保护气体气氛下对所述预碳化的前驱体Ni₃(BTC)₂·DMF与硫粉混合后进行高温硫化1h至10h，冷却后即可得到Ni₃S₂-C复合材料。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。