[发明专利]一种氧掺杂镍钴硫化物材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种氧掺杂镍钴硫化物材料及其制备方法，步骤1，将镍钴氧化物材料加入到可溶性硫盐溶液中，得到混合体系B；其中，镍钴氧化物与硫化钠的摩尔比为1:(1.15‑4)；步骤2，将混合体系B在140‑180℃下水热反应2‑10h，所得产物干燥，得到氧掺杂镍钴硫化物材料。本发明得到的这种新型的氧硫共氧化的二元金属化合物，结合了NiCo₂O₄材料和NiCo₂S₄材料的优点，兼具氧化物的化学稳定与硫化物高导电性，对于锂硫电池中多硫化锂的吸附及催化反应具有更好效果。

技术领域

本发明涉及氧掺杂材料制备技术领域，具体为一种氧掺杂镍钴硫化物材料及其制备方法。

背景技术

镍钴氧化物(即NiCo₂O₄)与镍钴硫化物(即NiCo₂S₄)是一类具有优良的导电性及电化学活性的二元金属化合物，在超级电容器和锂离子电池领域具有非常广的应用前景，但是这两类材料存在各自的缺陷。NiCo₂O₄材料在空气中的化学稳定性强，但是其导电性与NiCo₂S₄材料相比较差；NiCo₂S₄材料具有高导电性，但是其在空气中的电化学稳定性差，容易变质。它们的缺陷限制了这两种材料的应用。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种氧掺杂镍钴硫化物材料及其制备方法，得到的这种新型的氧硫共氧化的二元金属化合物，结合了NiCo₂O₄材料和NiCo₂S₄材料的优点，兼具氧化物的化学稳定与硫化物高导电性，对于锂硫电池中多硫化锂的吸附及催化反应具有更好效果。

本发明通过一下技术方案实现：

一种氧掺杂镍钴硫化物材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤1，将镍钴氧化物材料加入到可溶性硫盐溶液中，得到混合体系B；其中，镍钴氧化物与硫化钠的摩尔比为1:(1.15-4)；

步骤2，将混合体系B在140-180℃下水热反应2-10h，所得产物干燥，得到氧掺杂镍钴硫化物材料。

优选的，步骤1中，所述镍钴氧化物材料的制备方法为：

步骤(1)，将镍盐、钴盐和弱碱加入水中，分散均匀，得到混合体系A；

步骤(2)，将混合体系A进行水热反应，所得产物干燥，得到镍钴氧化物的前驱体；

步骤(3)，将镍钴氧化物的前驱体高温烧结，得到镍钴氧化物材料。

进一步的，步骤(1)中，还向水中加入碳球。

进一步的，碳球的尺寸为200-500nm。

进一步的，步骤(1)中，镍盐为Ni(NO₃)₂·6H₂O，钴盐为Co(NO₃)₂·6H₂O，弱碱为尿素。

优选的，步骤1中，可溶性硫盐溶液浓度为0.015-0.04mol/L。

优选的，步骤1中，可溶性硫盐为无水硫化钠、硫化钠水合盐和硫代硫酸钠中的一种。

采用所述的制备方法得到的氧掺杂镍钴硫化物材料。

优选的，氧掺杂镍钴硫化物材料中氧的原子含量在15％以上。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：