[发明专利]一种钠硫电池正极材料的制备方法及其应用

摘要

本发明涉及一种钠硫电池正极材料的制备方法及其在钠硫电池中的应用。所述正极材料制备方法通过一种基于硬模板造孔，以及喷雾干燥技术造粒技术制备球状三维多孔结构的载硫材料，进而与硫粉制备复合正极材料。所述Ti3C2/S复合正极材料具有良好的电导率，特殊的二维层状结构，和较高的比表面积等特点，应用于钠硫电池中，有利于电子的高速传输，从而提高了电池性能。

主权项

1.一种钠硫电池正极材料的制备方法，所述正极材料是一种球状三维多孔结构的Ti₃C₂/S复合正极材料，所述方法包括以下步骤：/n第一步，制备Ti₃C₂分散液；/n将MAX相Ti₃C₂Al粉末置于去离子水中，超声分散至均匀状态得到水相分散液，随后在磁力搅拌作用下，缓慢滴加HF溶液；HF溶液滴加完成后，持续磁力搅拌12h-48h，等待反应体系静置分层后，对其沉淀产物使用去离子水和无水乙醇反复高速离心清洗，待高速离心后剩余液体为中性时，停止离心清洗，将沉淀物与去离子水混合，经过超声分散，得到Ti₃C₂分散液。/n第二步，制备Ti₃C₂/SiO₂材料/n将SiO₂粉末置于去离子水中，通过磁力搅拌和超声分散使其在去离子水中分散均匀，得到SiO₂分散液，将SiO₂分散液与第一步得到的Ti₃C₂分散液混合，并通过磁力搅拌和超声分散，使得混合溶液中的SiO₂和Ti₃C₂分散均匀；将分散均匀的Ti₃C₂/SiO₂分散液，在150℃-250℃雾化温度下进行喷雾干燥，得到Ti₃C₂/SiO₂复合物；/n第三步，制备空心球状多孔Ti₃C₂材料/n将第二步制得的Ti₃C₂/SiO₂样品置于一定浓度的氢氟酸水溶液中，持续静置24h后，取出上清液，并重新加入同样浓度的氢氟酸水溶液，继续静置24h，此步骤需重复5-10次；所得样品需反复离心清洗，去除多余的刻蚀副产物，通过真空干燥，将离心清洗后样品烘干，得到空心球状多孔Ti₃C₂材料；/n第四步，制备Ti₃C₂/S复合正极材料/n将第三步制得的空心球状多孔Ti₃C₂材料和纳米硫粉放入玛瑙研钵，研磨20-40min，使两种粉末混合均匀；然后将玛瑙研钵移至通风橱内，逐滴滴加CS₂，同时使用研钵反复研磨均匀，将研磨完成后的样品在氩气氛围下放入反应釜中，在150-160℃下保温8-14h；待冷却至室温后，得到Ti₃C₂/S复合正极材料。/n