[发明专利]一种纳米纤维状五氧化二铌/硫复合正极材料的制备方法

摘要

本发明为一种纳米纤维状五氧化二铌包覆硫‑锂硫电池正极材料的制备方法。该方法包括以下步骤：第一步静电纺丝溶液的制备；第二步纳米纤维状Nb2O5的制备，得到Nb2O5纳米纤维；第三步纳米Nb2O5/S复合正极材料的制备，将硫和所制得的Nb2O5纳米纤维混合后研磨，150～200℃保温12～24h，得到纳米Nb2O5/S复合材料。本发明反应效率高，制备工艺简单，得到的材料第五十次循环的充电和放电比容量分别达到了619.0和423.8mAg‑1，表现出了较好的电化学性能。 1

主权项

1. 一种纳米纤维状五氧化二铌包覆硫‑锂硫电池正极材料的制备方法，其特征为该包括以下步骤：

第一步静电纺丝溶液的制备

将乙醇铌和PVP加入到混合溶液中，密封搅拌24~48 h，获得纺丝液；

其中，混合溶液由乙醇和乙酸混合而成，体积比为乙醇：乙酸=2~5 ：0.5~2.5；质量比乙醇铌：PVP=0.3~0.7 ：0.2~0.5 ；每2~5 ml乙醇加0.3~0.7 g乙醇铌；

第二步纳米纤维状Nb₂O₅的制备

将第一步制得的纺丝液吸入注射器内，向铝箔注射纺丝液，在2~5×10⁵ Vm^‑1和1~3 mlh^‑1的条件下进行静电纺丝，制得Nb₂O₅纤维；收集铝箔上的纤维，放入鼓风干燥箱中60℃~80℃烘干12~36 h；将干燥后的电纺前驱体，以1~5℃min^‑1的速率加热到200~300℃保温2~4 h做预处理，然后在氮气气氛中以3~5℃ min^‑1的速率加热到700~900℃保温2~4 h进行碳化处理，得到Nb₂O₅纳米纤维；

第三步 纳米Nb₂O₅/S复合正极材料的制备

将硫和所制得的Nb₂O₅纳米纤维混合后研磨30~60 min，将所得样品放入反应釜中，氮气保护，将密封的反应釜置于马弗炉中升温至150~200℃保温12~24 h，得到纳米Nb₂O₅/S复合材料；其中，质量比硫：Nb₂O₅纳米纤维=3：1~2。