[发明专利]一种BC负载MOFs衍生CNF/Co-Cox

说明书

一种BC负载MOFs衍生CNF/Co‑Co_xS_y‑NC复合材料及其制备与应用方法。该材料的制备方法为：步骤1：按照1：20的体积比的称取固含量为0.65％的BC水溶液与去离子水后混合，搅拌均匀，干燥后得到BC；步骤2：将50～100mg的BC放入浓度为8.95mg/ml的80ml Co(NO₃)₂·6H₂O的甲醇溶液中，然后与浓度为20.4mg/ml的80ml 2‑甲基咪唑的甲醇溶液混合，搅拌均匀后于90℃下保温6h，洗涤干燥后得到BC/ZIF‑67；步骤3：将BC/ZIF‑67于300℃下保温2h后升温至600～700℃保温0～4h进行高温固相反应，得到碳纳米纤维/Co‑氮掺杂碳(CNF/Co‑NC)复合材料；步骤4：将50～100mg CNF/Co‑NC放入浓度为10mg/ml的40ml硫代乙酰胺的乙醇溶液中，于100～150℃下保温6～24h，抽滤洗涤干燥获得CNF/Co‑Co_xS_y‑NC复合材料。本发明提供的CNF/Co‑Co_xS_y‑NC复合材料能够有效限制“穿梭效应”，使Li‑S电池具有优异的电化学性能。

技术领域

本发明涉及功能材料领域，具体涉及一种BC负载MOFs衍生CNF/Co-Co_xS_y-NC复合材料及其制备与应用方法。

背景技术

锂硫电池(Li-S)是一种新型能源存储系统，锂硫电池理论容量高达1675mAh/g，被认为是下一代极具应用前景的电池储能技术。但是多硫化物的“穿梭效应”是阻碍锂硫电池发展的主要问题之一，反应中间产物长链多硫化物易溶于电解液，并在正负极之间来回穿梭，导致严重的“穿梭效应”，造成正极活性物质的流失，可逆容量迅速衰减。作为锂硫电池的关键组成部分，正极载硫材料和隔膜材料的设计和制备对解决这一问题及电池整体性能提升起到了重要的作用。但正极载硫材料设计过程较为复杂，不利于大规模工业化生产。锂硫电池中采用的商业聚丙烯隔膜孔径较大，难以阻碍多硫化物的穿梭，在隔膜上修饰一层功能材料可以有效地抑制多硫化物的穿梭效应，提高锂电池循环稳定性。