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专利号: 2018102549774
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种锂离子电池SnS基混合储能负极板,其特征在于:混合储能负极板:在SnS基复合储能电极外表面包覆缓冲碳层。

2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池SnS基混合储能负极板,其特征在于:所述的SnS基复合储能电极的活性物质为SnS/煤基活性炭/石墨烯复合材料,所述的活性物质SnS/煤基活性炭/石墨烯复合材料由Sn/煤基活性炭/石墨烯混合储能材料前驱体硫化制备得到。

3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池SnS基混合储能负极板,其特征在于:所述的缓冲碳层由氧化中间相炭微球溶液和多巴胺盐酸盐超声混合后直接涂覆在SnS基复合储能电极外表面并烘干制得;其中,氧化中间相炭微球溶液体积和多巴胺盐酸盐质量的比例为

99.5~99.9mL:0.1~1.0g。

4.根据权利要求1所述的一种锂离子电池SnS基混合储能负极板,其特征在于:所述的SnS基复合储能电极包括活性物质SnS/煤基活性炭/石墨烯复合材料、聚偏氟乙烯和负载铜的乙炔黑;其中,以SnS/煤基活性炭/石墨烯复合材料质量为基数,聚偏氟乙烯占基数的7%~13%,负载铜的乙炔黑占基数的10%~18%。

5.权利要求1所述的一种锂离子电池SnS基混合储能负极板的制备方法,其特征在于:

SnS基复合储能电极的制备方法是通过以下步骤实现的:

步骤一、按重量份称取100份的SnS/煤基活性炭/石墨烯复合材料,7~13份负载铜的乙炔黑,10~18份的10%质量比聚偏氟乙烯的N-甲基吡咯烷酮溶液,100~200份的N-甲基吡咯烷酮,在常温下搅拌,和成负极膏,再将负极膏均匀涂覆在铜箔上,然后在80℃干燥,得到SnS基复合储能电极;

步骤二、将多巴胺盐酸盐加入氧化中间相炭微球溶液中,超声30~60分钟;其中,氧化中间相炭微球溶液体积和多巴胺盐酸盐质量的比例为99.5~99.9mL:0.1~1.0g,然后将该溶液均匀涂覆在步骤一得的SnS基复合储能电极上,烘干后得到缓冲碳层包覆的SnS基混合储能负极板。

6.根据权利要求5所述的一种锂离子电池SnS基混合储能负极板的制备方法,其特征在于:SnS/煤基活性炭/石墨烯复合材料的制备方法为:步骤一、向三口烧瓶中加入40mL氧化石墨烯溶液,再加入柠檬酸和煤基活性炭,边搅拌边超声;2min后加入SnCl2·2H2O,保持搅拌并超声5min,超声结束后,在冰水浴下机械搅拌,其中柠檬酸和SnCl2·2H2O质量的比例为1~2:1,柠檬酸和煤基活性炭质量的比例为10~

20:1,柠檬酸和氧化石墨烯溶液中氧化石墨烯质量的比例为10~20:1;

步骤二、在冰水浴下用蒸馏水溶解NaBH4,并装入恒压漏斗中,然后逐滴滴入上述三口瓶的悬浮液中,维持冰水浴反应2h,其中NaBH4和SnCl2·2H2O质量的比例为5~8:1;反应结束后,将三口瓶中的混合液体倒入抽滤装置中,进行抽滤和多次水洗,将黑色固体放置于70℃的真空干燥箱中干燥12h,得到Sn/煤基活性炭/石墨烯混合储能材料前驱体;

步骤三、向95mL水热釜内胆中加入75mLH2O和Na2S·9H2O,超声、搅拌形成溶液,再加入Sn/煤基活性炭/石墨烯混合储能材料前驱体,超声5min;其中,上述H2O体积、Na2S·9H2O质量和前驱体质量的比例为75mL:0.3~1g:0.05~0.5g,然后将水热釜密封、拧紧,放入烘箱中,在160~180℃下反应10h,制得SnS/煤基活性炭/石墨烯复合储能材料。

7.根据权利要求5所述的一种锂离子电池SnS基混合储能负极板的制备方法,其特征在于:负载铜的乙炔黑的制备方法为:步骤一、向三口瓶中加入100mL蒸馏水和CuSO4·5H2O形成蓝色溶液,再加入乙炔黑,常温搅拌0.5~1h;其中,蒸馏水体积、CuSO4·5H2O质量和乙炔黑质量的比例为100mL:0.2~

1g:0.1~0.5g;

步骤二、在搅拌条件下向上述三口瓶中逐滴滴入80%质量比的水合肼;其中,水合肼体积和上述蒸馏水体积之比为1~3:10,室温下反应2h后将所得混合液倒入抽滤装置中,进行抽滤、多次水洗、干燥得到负载铜的乙炔黑。

8.根据权利要求5所述的一种锂离子电池SnS基混合储能负极板的制备方法,其特征在于:氧化中间相炭微球溶液的制备方法为:步骤一、将三口瓶置于冰水浴中,然后分别加入浓磷酸和浓硫酸,再将中间相炭微球加入三口烧瓶中,搅拌10~20min后,再加入重铬酸钾,搅拌30min后,再将三口瓶置于35~60℃的条件下反应1~4h,得粘稠液体;其中,浓磷酸体积、浓硫酸体积与中间相炭微球质量的比例为3~5mL:20~40mL:1g,重铬酸钾和中间相炭微球的质量比为1~5:1;

步骤二、将步骤一的粘稠液体加入蒸馏水中,70~90℃搅拌1.5h后,再加入双氧水中,常温搅拌20~40h后离心,然后依次分别用稀盐酸和蒸馏水洗涤、离心3~5次,再将离心后得到的产物倒入蒸馏水中超声1~2h形成氧化中间相碳微球溶液。