WO2018184157A1 - Procédé de préparation d'un matériau composite à base de particules de soufre creuses/sulfure de cuivre/graphène dopé à l'azote - Google Patents

Procédé de préparation d'un matériau composite à base de particules de soufre creuses/sulfure de cuivre/graphène dopé à l'azote Download PDF

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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the technical problem to be solved by the present invention is to provide a nitrogen-rich graphene/copper sulfide/hollow sulfur composite material
  • the composite material consists of a hollow structure of sulfur and sulfur coated copper sulfide material and a nitrogen-rich graphene network.
  • the conductive layer provides a conductive network in the outer layer of graphene, and the hollow structure of the sulfur-based material provides an expanded space.
  • the copper sulfide coated with the outer layer of sulfur can adsorb the dissolution of the polysulfide of the discharge product and improve the electrochemical performance of the material.
  • Step (1) sulfur concentration of carbon disulfide solution is l-5g / mL
  • Step (2) The nickel powder: the mass ratio of the sulfur powder is 0.05-0.2:1, the ball mill is 0.5-2 ⁇ , and the mechanical stirring is 0.5-1 ⁇ ;
  • the concentration of the nitrogen-rich graphene suspension in the step (5) is 0.5-2 g/L, the nitrogen miscellaneous graphene nitrogen miscellaneous graphene: sulfur mass ratio is 1-2:10, the reaction of stirring reaction It is 5-30 minutes in the daytime.
  • Example 1 Example 2 Example 3 Example 4 Example 5 First discharge ratio 1020 1010 970 980 1010 Capacity (mAh/
  • FIG. 2 is a graph showing the charge and discharge performance of a composite material prepared into a lithium-sulfur battery according to Embodiment 1 of the present invention. It can be seen from the figure that the charge and discharge efficiency can reach more than 99%, and the first charge and discharge capacity is 1020.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de préparation d'un matériau composite à base de particules de soufre creuses/sulfure de cuivre/graphène dopé à l'azote, ce procédé comprenant les étapes suivantes : étape (1) ajout de poudre de soufre dans du disulfure de carbone et agitation et dissolution de l'ensemble pour obtenir une solution homogène ; étape (2) broyage par boulets d'une poudre de nickel de haute pureté au moyen d'un broyeur à boulets à haute énergie, ajout du produit broyé par boulets à la solution, agitation de l'ensemble pour former une suspension homogène, agitation mécanique, puis pulvérisation et séchage pour obtenir des particules sphériques revêtues de soufre ; étape (3) ajout des particules sphériques à une solution additionnée de chlorure de fer, agitation pour la mise en réaction, et rinçage à l'eau et filtrage ; et étape (4) ajout du précipité filtré à une solution contenant du chlorure de cuivre, du thioacétamide et un tensioactif, agitation pour former une suspension homogène, chauffage et agitation pour la mise en réaction, puis centrifugation et rinçage à l'eau pour obtenir des particules de soufre revêtues de sulfure de cuivre. Le matériau composite est conçu pour avoir une structure creuse pour réserver de l'espace pour une expansion de volume du matériau au soufre pendant un processus de charge ou de décharge, ce qui permet d'améliorer efficacement les propriétés électrochimiques.
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