[发明专利]一种核桃壳衍生多孔碳/镍/硫复合材料及其制备的电池正极材料

权利要求书

1.一种核桃壳衍生多孔碳/镍/硫复合材料，其特征在于：其制备方法包括以下步骤：

1)制备核桃壳衍生多孔碳WSAC；

2)核桃壳衍生多孔碳/镍复合材料的制备：

将0.6～4.8g的Ni(NO₃)₂·6H₂O放入具塞锥形瓶中，再加入40mL的N,N-二甲基甲酰胺，相溶后加入0.3g步骤1)制备的WSAC；

然后分别取0.52～4.16g的苯并咪唑与20ml的N,N-二甲基甲酰胺混合后加入到具塞锥形瓶中，密封后在60℃的温度下搅拌24h；

将搅拌后的材料进行抽滤，然后将滤饼置于聚四氟乙烯内衬的高压釜反应釜内，在170℃的鼓风干燥箱中进行溶剂热反应6～24h，反应结束后进行水洗和干燥，即可得到Ni-MOF/WSAC；

然后在氩气氛围下以5℃/min的升温速率加热至700～900℃碳化0.5～3h，得到核桃壳衍生多孔碳/镍复合材料Ni-PC/WSAC；

3)核桃壳衍生多孔碳/镍/硫复合材料的制备：

将Ni-PC/WSAC与单质硫按照3:7的质量比混合研磨均匀，放置于高压反应釜内，在155℃的温度下保持12h，然后再升温至180℃保持1h，即可得到核桃壳衍生多孔碳/镍/硫复合材料S@Ni-PC/WSAC。

2.根据权利要求1所述的一种核桃壳衍生多孔碳/镍/硫复合材料，其特征在于：步骤1)中所述制备核桃壳衍生多孔碳的方法包括以下步骤：

将核桃壳在超纯水和乙醇中反复交替超声清洗三次；干燥处理后在500℃氩气的氛围下进行碳化3h，然后在球磨机中球磨6h得到碳化物粉末；取小于100目的碳化物粉末与KOH按照1:6的质量比混合均匀，并在磁力搅拌器上加热搅拌至泥浆状，然后在800℃氩气氛围下活化2h；

活化后加入2mol/L的盐酸搅拌12h，然后静置将上清液吸出；重复加入盐酸搅拌直至上清液澄清，用超纯水洗至中性；

在95℃的干燥箱中干燥12h，即得到核桃壳衍生多孔碳WSAC。

3.根据权利要求1所述的一种核桃壳衍生多孔碳/镍/硫复合材料，其特征在于：

所述核桃壳衍生多孔碳/镍/硫复合材料中纳米级镍颗粒的粒径在4.5～41.6nm之间。

4.根据权利要求1所述的一种核桃壳衍生多孔碳/镍/硫复合材料，其特征在于：

所述核桃壳为废弃核桃壳。

5.一种由核桃壳衍生多孔碳/镍/硫复合材料制备的电池正极材料，其特征在于：包括以下原料：混合浆料50～150mg和N-甲基-2-吡咯烷酮1～2ml；其中混合浆料之间的质量比为：核桃壳衍生多孔碳/镍/硫复合材料：乙炔黑：聚偏二氟乙烯为7:2:1；

所述核桃壳衍生多孔碳/镍/硫复合材料为如权利要求1～4中任一所述的核桃壳衍生多孔碳/镍/硫复合材料。

6.根据权利要求5所述的一种由核桃壳衍生多孔碳/镍/硫复合材料制备的电池正极材料，其特征在于：所述电池正极材料的制备方法包括以下步骤：

将核桃壳衍生多孔碳/镍/硫复合材料、乙炔黑和聚偏二氟乙烯混合均匀；然后加入N-甲基-2-吡咯烷酮，搅拌成浆料度后刮涂在铝箔上；在60℃干燥箱中干燥12h，最后用切片机切成直径12mm的圆形极片即为电池正极材料。

7.根据权利要求6所述的一种由核桃壳衍生多孔碳/镍/硫复合材料制备的电池正极材料，其特征在于：所述圆形极片上硫的负载量为1.0mg/cm²。