CN109248712A - 金属单原子掺杂纳米碳材料催化载体及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种金属单原子掺杂纳米碳材料催化载体及其制备方法和应用。所述金属单原子掺杂纳米碳材料催化载体包括由含氮碳壳包覆碳质内核形成的含氮碳质核壳结构以及分布于所述含氮碳质核壳结构内的金属单原子。本发明提供的金属单原子掺杂纳米碳材料催化载体具有丰富的多孔结构和高的比表面积，而且具有较强的对多硫离子的吸附能力和电化学催化的功能，其在应用为硫化锂正极载体时，能够使二次电池在低的截至电压下(3V)同时实现快速的活化(0.1C)，且电极结构在电化学循环过程能够保证材料的结构稳定，在高的电化学循环稳定性表现更为突出，电池活性材料的利用率得到显著提高，电池整体电化学性能得到很大提升，可以实现电池的快速充放电。

Description

金属单原子掺杂纳米碳材料催化载体及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种纳米材料，特别涉及一种金属单原子掺杂纳米碳材料催化载体及其制备方法和应用，属于电化学能源技术领域。
背景技术
近年来，新型高能量密度、长循环寿命、绿色环保、低成本二次电池越来越受到广泛的关注。锂硫电池具有较高的理论比容量和能量密度受到了科研界、学术界及产业公司的极大的关注，逐渐成为新一代高能量密度电池的研究重点。硫化锂(Li2S)作为硫正极的最富锂状态，硫化锂正极具有高的比容量(1166mAh/g)，且硫化锂可以和石墨、硅和锡等匹配组建成锂离子电池。然而，硫化锂正极不仅具有电子离子不导电、体积变化、穿梭效应等问题，还需要高的活化电压和低的活化电流来首次活化的问题。为克服以上问题，导电碳黑、多孔碳、碳纤维、碳纳米管、石墨烯、杂原子(氮或氧)功能碳等各种导电碳质材料被用于硫化锂复合获得碳/硫化锂正极材料，一定程度上改善了硫化锂正极的电化学性能。但是，到目前为止，硫化锂正极电池的高倍率充放电性能依旧很差，电池活化电压通常都很高(＞3.5V)且活化电流(0.02C或0.05C，1C＝1166mA/g)很低。高的活化电压使得有机醚类电解液的稳定性和安全性极大地降低，低的活化电流倍率远远不能达到实际的运用，改变硫化锂的活化历程，降低硫化锂正极的活化能垒尤为突出。
现有技术不能在保证高的活化效率的同时实现高活化倍率和低的截至电压。在充放电时同时发生多硫离子的溶解和穿梭、电极的体积反复膨胀和收缩引起的电极结构破坏，高的活化电压会引起电解液的不稳定性发生分解，很难实现大倍率的循环，从而恶化电池的循环寿命。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种金属单原子掺杂纳米碳材料催化载体及其制备方法和应用，以克服现有技术的不足。
本发明实施例提供了一种金属单原子掺杂纳米碳材料催化载体，包括由含氮碳壳包覆碳质内核形成的含氮碳质核壳结构以及分布于所述含氮碳质核壳结构内的金属单原子。
进一步的，所述金属单原子掺杂纳米碳材料催化载体金属单原子的含量为0.01wt％～5wt％。
本发明实施例还提供了一种所述的金属单原子掺杂纳米碳材料催化载体的制备方法，包括：
以含氮有机物包覆碳材料并负载金属离子，形成负载金属离子的前驱体，
对所述前驱体进行退火处理，获得所述金属单原子掺杂纳米碳材料催化载体。
本发明实施例还提供了一种金属单原子催化碳/硫化锂复合材料，包括所述的金属单原子掺杂纳米碳材料催化载体以及负载于所述载体上的硫化锂。
本发明实施例另一方面还提供了一种金属单原子催化碳/硫化锂复合材料的制备方法，包括：
以含氮有机物包覆碳材料，形成具有核壳结构的含氮碳前驱体，
将所述含氮碳前驱体与金属催化剂前驱体及硫化锂混合并均匀分散于溶剂中形成混合液，然后除去所述混合液中的溶剂而获得固体混合物，
在保护性气氛下，对所述固体混合物进行热处理，之后冷却至室温，获得所述金属单原子催化碳/硫化锂复合材料。
本发明实施例还提供了所述金属单原子掺杂纳米碳材料催化载体或所述金属单原子催化碳/硫化锂复合材料于制备电极材料或电化学储能装置中的用途。
与现有技术相比，本发明提供的金属单原子掺杂纳米碳材料载体不但具有丰富的多孔结构和高的比表面积，而且具有较强的对多硫离子的吸附能力和电化学催化的功能，其在应用为硫化锂正极载体时，能够使二次电池在低的截至电压下(3V)同时实现快速的活化(0.1C)，并使电极结构在电化学循环过程能够保证材料的结构稳定，在高的电化学循环稳定性表现更为突出，电池活性材料的利用率得到显著提高，从而使得电池整体电化学性能得到很大的提升，可以实现电池的快速充放电。
附图说明
图1a是实施例1中含有金属钴前驱体NG-NCNT@PANI碳化处理前的结构图；
图1b是实施例1中金属钴原子掺杂NG-NCNT@PANI碳化处理后的结构图；
图2是实施例2中硫化锂/碳复合材料的扫描电镜图；
图3是实施例3中Li2S@NC：10Fe复合材料的XAS图谱；
图4是实施例4中Li2S@NC：20Fe的复合材料热重分析图；
图5是实施例5中复合材料Li2S@NC：10Ni溶解硫化锂后的吸附脱附等温线；
图6a是实施例6中Li2S@NC：10Fe和Li2S@NC正极材料的电压容量对比图；
图6b是实施例6中Li2S@NC：10Fe正极材料的循环伏安图；
图7是实施例7中Li2S@NC：10Fe正极材料的倍率性能图；
图8是实施例8中Li2S@NC：20Fe正极的循环图；
图9是实施例9中Li2S@NC：10Mo正极的循环图。
具体实施方式
鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
本发明的主要目的是针对当前硫化锂正极活化能垒较高和活化电流较低导致活性材料利用率低的问题，利用了在高温处理的同时均匀分布金属单原子催化剂的方法，获得多孔的金属单原子催化碳/硫化锂正极材料，该正极材料在锂硫电池中运用，能够在较低的活化电压下快速活化的过程，即使在长循环充放电也保持了高容量、倍率循环性能和超高的电化学稳定性。
本发明实施例提供了一种金属单原子掺杂纳米碳材料催化载体，包括由含氮碳壳包覆碳质内核形成的含氮碳质核壳结构以及分布于所述含氮碳质核壳结构内的金属单原子。
进一步的，所述金属单原子掺杂纳米碳材料催化载体内金属单原子的含量为0.01wt％～5wt％。
更进一步的，所述金属单原子掺杂纳米碳材料催化载体所含孔径为2.8～100nm。
更进一步的，所述金属单原子掺杂纳米碳材料催化载体的比表面积为500～1000m2/g。
进一步的，所述含氮碳质核壳结构中N元素的含量为3～15wt％。
进一步的，所述含氮碳壳中C元素和N元素的摩尔比为100∶1～8∶1。
进一步的，所述碳质内核中C元素和N元素的摩尔比为20∶1～6∶1。
进一步的，所述碳质内核的直径为10～200nm。
进一步的，所述含氮碳壳的厚度为5～100nm。
在一些较为具体的实施方案中，所述碳质内核的材料至少来源于石墨烯或石墨烯衍生物，碳纳米管或碳纳米管衍射物，碳纤维，石墨炔，导电碳中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。
和/或，所述含氮碳壳的材料至少来源于聚丙烯腈，聚苯胺，聚吡咯，聚多巴胺，聚甲基丙烯酸甲酯，聚乙二醇中的任意一种或两种以上的组合；
在一些较为具体的实施方案中，所述金属单原子包括铁、镍、钴、钼、铜、锡中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。
本发明实施例还提供了所述的金属单原子掺杂纳米碳材料催化载体的制备方法，包括：
将所述含氮碳前驱体与金属催化剂前驱体混合并分散于溶剂中形成均匀混合液，形成负载金属离子的碳材料前驱体，
对所述前驱体进行退火处理，获得所述金属单原子掺杂纳米碳材料催化载体。
进一步的，所述方法包括：
以含氮有机物包覆碳材料，形成具有核壳结构的含氮碳前驱体，
将所述含氮碳前驱体与金属催化剂前驱体混合并均匀分散于溶剂中形成混合液，然后除去所述混合液中的溶剂而获得固体混合物，
在保护性气氛下，将所述固体混合物于500～900℃热处理并保温60～720min，之后冷却至室温，获得所述金属单原子掺杂纳米碳材料催化载体。
优选的，所述碳材料包括石墨烯或石墨烯衍生物，碳纳米管或碳纳米管衍射物，碳纤维，石墨炔，导电碳中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。
优选的，所述含氮有机物包括苯胺，多巴胺，吡咯，丙烯腈中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。
优选的，所述金属单原子催化剂的前驱体包括铁或铁的化合物、钴或钴的化合物、镍或镍的化合物、钼或钼的化合物、铜或铜的化合物、锡或锡的化合物中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。
进一步的，所述方法包括：在保护性气氛下，将所述固体混合物以1～10℃/min的升温速率升温至500～900℃并保温60～720min，完成所述热处理。
本发明实施例还提供了一种金属单原子催化碳/硫化锂复合材料，包括所述的金属单原子掺杂纳米碳材料催化载体以及负载于所述载体上的硫化锂。
进一步的，所述硫化锂和金属单原子分布于所述纳米碳材料载体中。
优选的，所述金属单原子、纳米碳材料载体与硫化锂的质量比为5∶20∶100～40∶20∶100。
本发明实施例还提供了所述金属单原子催化碳/硫化锂复合材料的制备方法，包括：
以含氮有机物包覆碳材料，形成具有核壳结构的含氮碳前驱体，
将所述含氮碳前驱体与金属催化剂前驱体及硫化锂混合并均匀分散于溶剂中形成混合液，然后除去所述混合液中的溶剂而获得固体混合物，
在保护性气氛下，将所述固体混合物于500～900℃热处理并保温60～720min，之后冷却至室温，获得所述金属单原子催化碳/硫化锂复合材料。
进一步的，所述方法包括：在保护性气氛下，将所述固体混合物以1～10℃/min的升温速率升温至500～900℃并保温60～720min，完成所述热处理。
进一步的，所述碳材料包括石墨烯及其衍生物(如氮掺杂的石墨烯(NG))，碳纳米管及其衍射物(如和氮掺杂的碳纳米管(NCNT))，碳纤维，石墨炔，导电碳中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。
进一步的，所述含氮有机物包括苯胺，多巴胺，吡咯，丙烯腈中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。
进一步的，所述金属单原子催化剂的前驱体包括铁或铁的化合物、钴或钴的化合物、镍或镍的化合物中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。
本发明实施例还提供了所述的金属单原子掺杂纳米碳材料催化载体或所述的金属单原子催化碳/硫化锂复合材料于制备电极材料或电化学储能装置中的用途。
优选的，所述电化学储能装置包括锂硫电池。
本发明实施例还提供了一种正极材料，包括所述的金属单原子催化碳/硫化锂复合材料以及导电剂。
本发明实施例还提供了一种电化学储能装置，包括正极、负极及电解质，所述正极包括所述的金属单原子催化碳/硫化锂复合材料或所述的正极材料。
本发明提供的金属单原子掺杂纳米碳材料中的金属单原子催化剂显著地降低了硫化锂正极的能垒，在大的电流密度下(0.1～0.2C)同时能实现低的活化截止电压，实现硫化锂的快速活化过程；金属单原子掺杂含氮碳质载体复合硫化锂硫正极材料应用于锂硫二次电池，能够实现在电池在超高倍率下进行充放电(如12C)。在实现快速的活化过程中，正极材料的面积载量可达(2～6mg/cm2)，且电化学循环性能较为稳定。
本发明利用含氮有机物在自聚合过程中交联和粘结作用，均匀负载某些含有金属离子的前驱体，在高温退火时形成了一种金属单原子掺杂纳米碳材料催化载体。利用含氮碳材料优异的导电性解决硫化锂电池中活性物质利用率低的问题；利用高的比表面积及多孔结构的化学吸附和物理吸附能力来抑制多硫化物的穿梭；利用金属单原子催化作用改变了硫化锂的活化能垒，提高了活化倍率；实现了硫化锂正极的高效利用和高循环寿命。与其它电池电极材料相比，本发明的电极材料表现出更优异的电化学性能，对加速硫化锂正极电池的产业化具有重要的意义。
本发明提供的金属单原子掺杂纳米碳材料催化载体，不但具有丰富的多孔结构和高的比表面积，而且具有较强的对多硫离子的吸附能力和电化学催化的功能，该纳米材料用为硫化锂正极载体时，二次电池能够在低的截至电压下(3V)实现快速的活化(0.1C)，电极结构在电化学循环过程能够保证材料的结构稳定，在高的电化学循环稳定性表现更为突出，电池活性材料的利用率得到显著提高，从而使得电池整体电化学性能得到很大的提升，可以实现电池的快速充放电。
实施例1：氧化石墨烯粉末和氧化碳纳米管粉末分别在管式炉制备热解氨气得到氮掺杂的石墨烯(NG)和氮掺杂的碳纳米管(NCNT)，混合一起超声分散，缓慢滴加苯胺溶液，用盐酸调节pH值到1～2之间。在冰水浴条件下，缓慢滴加适量的过硫酸铵，搅拌24小时，反应结束过滤洗涤，真空干燥，得到PANI包覆的NG～NCNT材料(NG～NCNT@PANI)。再将复合材料和金属钴前驱体(如可溶性钴盐等)在乙醇中分散开，再将乙醇挥发，得到的固体粉末放置程序控制的管式炉进行热处理，在氩气的氛围下以3℃/min的升温速率升温至700℃并保温120min，之后在氩气的保护下自然冷却到室温得到氮掺杂碳。从扫描电镜图，图1可以看出热处理之后的纳米碳材料交联结合在一起，表面变得更加粗糙，展示出多维的孔隙结构。
实施例2：NG～NCNT@PANI、商业硫化锂(Li2S)按1∶3的质量比加入到一定量的无水乙醇中混合均匀，磁力搅拌12小时后，在90℃的温度下快速挥发乙醇，得到的固体粉末转移到刚玉坩埚中。在氩气的氛围下，将复合材料放置程序控制的管式炉进行热处理，以3℃/min的升温速率升温至700℃并保温120min，之后自然冷却到室温得到复合材料(Li2S@NC)。从图2可以看出，片状的硫化锂均匀分布在碳材料骨架中。
实施例3：NG～NCNT@PANI、商业硫化锂(Li2S)、醋酸亚铁按1∶3∶0.3的质量比加入到一定量的无水乙醇中混合均匀，磁力搅拌12小时后，在90℃的温度下快速挥发乙醇，得到的固体粉末转移到刚玉坩埚中。在氩气的氛围下，将复合材料放置程序控制的管式炉进行热处理，以3℃/min的升温速率升温至700℃并保温120min，之后自然冷却到室温得到复合材料Li2S@NC：10Fe。从图3可以看出，含Fe元素前驱体被还原成金属Fe原子，且均匀分布在硫化锂/碳材料中。
实施例4：NG～NCNT@PANI、商业硫化锂(Li2S)、醋酸亚铁按1∶3∶0.6的质量比加入到一定量的无水乙醇中混合均匀，磁力搅拌12小时后，在90℃的温度下快速挥发乙醇，得到的固体粉末转移到刚玉坩埚中。在氩气的氛围下，将复合材料放置于程序控制的管式炉进行热处理，以3℃/min的升温速率升温至700℃并保温120min，之后自然冷却到室温得到复合材料Li2S@NC：20Fe，测试粉末样品的百分含量(如图4所示)。
实施例5：NG～NCNT@PANI、商业硫化锂(Li2S)、醋酸镍按1∶3∶0.3的质量比加入到一定量的无水乙醇中混合均匀，搅拌12h后，再在80℃的温度下快速挥发乙醇，转移到刚玉坩埚中，将复合材料放置于程序控制的管式炉进行热处理，以3℃/min的升温速率升温至700℃并保温120min，之后在氩气的保护下自然冷却到室温，得到复合材料Li2S@NC+10Ni。用乙醇溶解复合材料中的硫化锂，干燥后测试氮气吸附脱附曲线(如图5所示)。
实施例6：Li2S@NC：10Fe和氮掺杂碳纳米管(导电剂)按7：3的质量比混合均匀，作为正极材料；称取一定量的正极材料，在一定强度的压力下(100MPa)压成极片，面积载量为～2.3mg/cm2，金属锂作为负极，添加1％LiNO3的LiTFSI的DOL/DME(体积比为1∶1)溶液作为电解液，用2025型电池壳组装扣式电池，用同样的方法制备了Li2S@NC的复合物的正极材料极片。评价正极材料的性能(见图6a和图6b)。
实施例7：Li2S@NC：10Fe和氮掺杂碳纳米管(导电剂)按7∶3的质量比混合均匀，作为正极材料；称取一定量的正极材料，在一定强度的压力下(100MPa)压成极片，面积载量为～2.3mg/cm2，金属锂作为负极，添加1％LiNO3的LiTFSI的DOL/DME(体积比为1∶1)溶液作为电解液，用2025型电池壳组装扣式电池。评价正极材料的性能(如图7所示)。
实施例8：Li2S@NC：20Fe和氮掺杂碳纳米管(导电剂)按7∶3的质量比混合均匀，作为正极材料；称取一定量的正极材料，在一定强度的压力下(100MPa)压成极片，金属锂作为负极，添加1％LiNO3的LiTFSI的DOL/DME(体积比为1∶1)溶液作为电解液，用2025型电池壳组装扣式电池。评价正极材料的性能(如图8所示)。
实施例9：参照实施例1-8的方法，用含有钼的前驱体材料(如钼盐)制备了Li2S@NC：10Mo，将Li2S@NC：10Mo和氮掺杂碳纳米管(导电剂)按7∶3的质量比混合均匀，作为正极材料；称取一定量的正极材料，在一定强度的压力下(100MPa)压成极片，金属锂作为负极，添加1％LiNO3的LiTFSI的DOL/DME(体积比为1∶1)溶液作为电解液，用2025型电池壳组装扣式电池。评价正极材料的性能(如图9所示)。其中，含有钼的前驱体材料亦可被替代为含有铜或锡的前驱体材料(如铜盐、锡盐等)，而所形成的正极材料的性能亦非常理想。
应当理解，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种金属单原子掺杂纳米碳材料催化载体，其特征在于包括由含氮碳壳包覆碳质内核形成的含氮碳质核壳结构以及分布于所述含氮碳质核壳结构内的金属单原子。
2.根据权利要求1所述金属单原子掺杂纳米碳材料催化载体，其特征在于：所述金属单原子掺杂纳米碳材料催化载体内金属单原子的含量为0.01wt％～5wt％；
和/或，所述金属单原子掺杂纳米碳材料催化载体所含孔径为2.8～100nm；
和/或，所述金属单原子掺杂纳米碳材料催化载体的比表面积为500～1000m2/g。
3.根据权利要求1所述金属单原子掺杂纳米碳材料催化载体，其特征在于：所述含氮碳质核壳结构中N元素的含量为3～15wt％；
和/或，所述含氮碳壳中C元素和N元素的摩尔比为100∶1～8∶1；
和/或，所述碳质内核中C元素和N元素的摩尔比为20∶1～6∶1。
4.根据权利要求1或3所述金属单原子掺杂纳米碳材料催化载体，其特征在于：所述碳质内核的直径为10～200nm；和/或，所述含氮碳壳的厚度为5～100nm。
5.根据权利要求1或3所述金属单原子掺杂纳米碳材料催化载体，其特征在于：所述碳质内核的材料至少来源于石墨烯或石墨烯衍生物，碳纳米管或碳纳米管衍射物，碳纤维，石墨炔，导电碳中的任意一种或两种以上的组合；
和/或，所述含氮碳壳的材料至少来源于聚丙烯腈，聚苯胺，聚吡咯，聚多巴胺，聚甲基丙烯酸甲酯，聚乙二醇中的任意一种或两种以上的组合；
和/或，所述金属单原子包括铁、镍、钴、钼、铜、锡中的任意一种或两种以上的组合。
6.如权利要求1-5中任一项所述的金属单原子掺杂纳米碳材料催化载体的制备方法，其特征在于包括：
以含氮有机物包覆碳材料形成的复合材料再负载含金属离子的有机物，形成负载金属离子的前驱体，
对所述前驱体进行退火处理，获得所述金属单原子掺杂纳米碳材料催化载体。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于包括：
以含氮有机物包覆碳材料形成具有核壳结构的含氮碳前驱体，
将所述含氮碳前驱体与金属催化剂前驱体混合并分散于溶剂中形成均匀混合液，然后除去所述混合液中的溶剂而获得金属催化剂均匀分布在含氮碳前驱体的固体混合物，
在保护性气氛下，将所述固体混合物于500～900℃热处理60～720min，之后冷却至室温，获得所述金属单原子掺杂纳米碳材料催化载体；
优选的，所述碳材料包括石墨烯或石墨烯衍生物，碳纳米管或碳纳米管衍射物，碳纤维，石墨炔，导电碳中的任意一种或两种以上的组合；
优选的，所述含氮有机物包括苯胺，多巴胺，吡咯，丙烯腈中的任意一种或两种以上的组合；
优选的，所述金属单原子催化剂的前驱体包括铁或铁的化合物、钴或钴的化合物、镍或镍的化合物、钼或钼的化合物、铜或铜的化合物、锡或锡的化合物中的任意一种或两种以上的组合。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于包括：在保护性气氛下，将所述固体混合物以1～10℃/min的升温速率升温至500～900℃并保温60～720min，完成所述热处理。
9.一种金属单原子催化碳/硫化锂复合材料，包括权利要求1-5中任一项所述的金属单原子掺杂纳米碳材料催化载体以及负载于所述载体上的硫化锂。
10.根据权利要求9所述的金属单原子催化碳/硫化锂复合材料，其特征在于：所述硫化锂和金属单原子分布于所述纳米碳材料载体中；优选的，所述金属单原子、纳米碳材料载体与硫化锂的质量比为5∶20∶100～40∶20∶100。
11.权利要求9或10所述金属单原子催化碳/硫化锂复合材料的制备方法，其特征在于包括：
以含氮有机物包覆碳材料形成具有核壳结构的含氮碳前驱体，
将所述含氮碳前驱体与金属催化剂前驱体及硫化锂混合并均匀分散于溶剂中形成混合液，然后除去所述混合液中的溶剂而获得固体混合物，
在保护性气氛下，将所述固体混合物于500～900℃热处理，并保温60～720min，之后冷却至室温，获得所述金属单原子催化碳/硫化锂复合材料。
12.根据权利要求11所述的金属单原子催化碳/硫化锂复合材料的制备方法，其特征在于包括：在保护性气氛下，将所述固体混合物以1～10℃/min的升温速率升温至500～900℃并保温60～720min，完成所述热处理。
13.根据权利要求11所述的金属单原子催化碳/硫化锂复合材料的制备方法，其特征在于：
所述碳材料包括石墨烯及其衍生物，碳纳米管及其衍射物，碳纤维，石墨炔，导电碳中的任意一种或两种以上的组合；
和/或，所述含氮有机物包括苯胺，多巴胺，吡咯，丙烯腈中的任意一种或两种以上的组合；
和/或，所述金属单原子催化剂的前驱体包括铁或铁的化合物、钴或钴的化合物、镍或镍的化合物、钼或钼的化合物、铜或铜的化合物、锡或锡的化合物中的任意一种或两种以上的组合。
14.权利要求1-5中任一项所述的金属单原子掺杂纳米碳材料催化载体或权利要求9-10中任一项所述的金属单原子催化碳/硫化锂复合材料于制备电极材料或电化学储能装置中的用途；优选的，所述电化学储能装置包括锂硫电池，锂氧电池。
15.一种正极材料，其特征在于包括权利要求9-10中任一项所述的金属单原子催化碳/硫化锂复合材料以及导电剂。
16.一种电化学储能装置，包括正极、负极及电解质，其特征在于：所述正极包括权利要求9-10中任一项所述的金属单原子催化碳/硫化锂复合材料或权利要求15所述的正极材料。
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Cited By (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109802124A (zh) * 2019-02-14 2019-05-24 西南大学 一种金属原子掺杂多孔碳纳米复合材料及其制备方法和应用
CN109888153A (zh) * 2019-03-12 2019-06-14 东北师范大学 一种用于锂硫电池的低熔点金属修饰复合隔膜及其制备方法
CN110013881A (zh) * 2019-04-30 2019-07-16 哈尔滨工业大学 原子级分散的金属与氮共掺杂碳基氧还原反应催化剂的制备方法
CN110247060A (zh) * 2019-06-30 2019-09-17 哈尔滨工业大学 PANI/Go/PAN纳米纤维膜复合型钾空气电池负极及其制备方法
CN110444812A (zh) * 2019-07-01 2019-11-12 合肥工业大学 一种电解液和包括其的锂硫电池
CN110571442A (zh) * 2019-09-19 2019-12-13 中国科学技术大学 一种钼单原子催化剂及其制备方法和应用
CN110571500A (zh) * 2019-09-18 2019-12-13 昆明理工大学 一种锂-硫半液流电池
CN110931752A (zh) * 2019-12-09 2020-03-27 华南师范大学 一种氮掺杂多孔碳负载金属镍的锂硫电池正极材料及其制备方法与应用
CN110947408A (zh) * 2019-11-28 2020-04-03 华南理工大学 一种铁单原子催化剂及其制备方法和应用
CN111313018A (zh) * 2019-12-06 2020-06-19 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 纳米碳质/硫化锂复合材料及其制备方法与应用
CN111389394A (zh) * 2020-03-04 2020-07-10 南方科技大学 一种金属单原子催化剂及其制备方法
CN111490255A (zh) * 2020-04-02 2020-08-04 北京理工大学 一种Pt/rGO/PDA@NF复合材料的制备方法及应用
CN111620311A (zh) * 2019-02-28 2020-09-04 中国科学院化学研究所 一种多孔碳负载单原子金属氮配位复合材料及其制备方法
CN111659442A (zh) * 2020-06-12 2020-09-15 珠海复旦创新研究院 碳基双限域界面负载的单原子催化剂及其制备方法
CN111834635A (zh) * 2020-07-02 2020-10-27 华中科技大学 一种单原子钼分散的钼-氮-碳纳米片材料、其制备和应用
CN111974430A (zh) * 2020-07-01 2020-11-24 中国科学院金属研究所 一种单原子铜催化剂的制备方法及其在锂硫电池正极中的应用
CN112151787A (zh) * 2020-11-04 2020-12-29 肇庆市华师大光电产业研究院 一种锂硫电池正极材料及其制备方法
CN112382755A (zh) * 2020-11-11 2021-02-19 苏州大学 掺杂过渡金属的硫化聚丙烯腈柔性正极材料及其制备方法
CN113013391A (zh) * 2021-02-23 2021-06-22 北京工业大学 一种制备适配铝硫电池硫正极载体的氮掺杂多维多级孔碳材料的方法
CN113373475A (zh) * 2021-05-31 2021-09-10 中国人民解放军空军勤务学院 基于反应物富集的铂单原子氢氧化反应电催化剂及其制备方法
CN113394381A (zh) * 2021-06-10 2021-09-14 肇庆市华师大光电产业研究院 一种用于锂硫电池正极的层状双氢氧化物复合材料制备方法
CN113782732A (zh) * 2021-09-08 2021-12-10 中国科学院过程工程研究所 一种单原子锡基复合碳材料及其制备方法和用途
CN114784304A (zh) * 2022-04-21 2022-07-22 佛山仙湖实验室 双金属原子掺杂多孔碳材料催化剂及其制备方法和应用
CN115485082A (zh) * 2020-05-07 2022-12-16 首尔大学校产学协力团 合金纳米粒子、所述合金纳米粒子的形成方法以及包含所述合金纳米粒子的合金纳米催化剂
CN116014143A (zh) * 2023-03-27 2023-04-25 溧阳天目先导电池材料科技有限公司 一种二次电池功能材料及其制备方法和应用
CN116060074A (zh) * 2021-11-01 2023-05-05 中自环保科技股份有限公司 一种电化学反应用催化性载体及其制备方法
CN116741976A (zh) * 2023-08-16 2023-09-12 中石油深圳新能源研究院有限公司 一种铁单原子掺杂的正极材料及其制备方法和应用
CN117497715A (zh) * 2023-09-28 2024-02-02 中能鑫储(北京)科技有限公司 一种铁-氮共掺杂高导纳米复合材料、其制备及应用

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000211923A (ja) * 1999-01-20 2000-08-02 Mitsui Chemicals Inc 二酸化マンガン結晶の製造法
CN103274393A (zh) * 2013-05-24 2013-09-04 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 一种氮掺杂石墨烯的制备方法及氮掺杂石墨烯
CN105453309A (zh) * 2011-05-03 2016-03-30 上海交通大学 用于Li-S电池的包含石墨烯的正极材料及其制备方法
CN106179446A (zh) * 2016-07-08 2016-12-07 中国石油大学(北京) 钴/掺氮多孔碳复合材料及其制法与催化硅烷氧化的方法
CN106229491A (zh) * 2016-09-10 2016-12-14 华南理工大学 一种生物质废弃物热还原活化硫酸锂制备锂硫电池正极Li2S/NCs复合材料的方法
CN106299261A (zh) * 2015-06-01 2017-01-04 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 硫化锂/碳复合纳米材料及其制备方法与应用
CN106531988A (zh) * 2016-10-21 2017-03-22 吉林大学 氮全掺杂的碳自包覆半导体金属氧化物与石墨烯复合电极材料及其制备方法
CN106694007A (zh) * 2016-12-19 2017-05-24 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种单分散金属原子/石墨烯复合催化剂及其制备方法和应用
CN106711457A (zh) * 2015-11-13 2017-05-24 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 富氮碳壳包覆的纳米核壳结构碳质载体、其制法及应用
CN106876728A (zh) * 2017-02-14 2017-06-20 中国科学技术大学 高密度过渡金属单原子负载石墨烯基催化剂及其制备方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000211923A (ja) * 1999-01-20 2000-08-02 Mitsui Chemicals Inc 二酸化マンガン結晶の製造法
CN105453309A (zh) * 2011-05-03 2016-03-30 上海交通大学 用于Li-S电池的包含石墨烯的正极材料及其制备方法
CN103274393A (zh) * 2013-05-24 2013-09-04 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 一种氮掺杂石墨烯的制备方法及氮掺杂石墨烯
CN106299261A (zh) * 2015-06-01 2017-01-04 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 硫化锂/碳复合纳米材料及其制备方法与应用
CN106711457A (zh) * 2015-11-13 2017-05-24 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 富氮碳壳包覆的纳米核壳结构碳质载体、其制法及应用
CN106179446A (zh) * 2016-07-08 2016-12-07 中国石油大学(北京) 钴/掺氮多孔碳复合材料及其制法与催化硅烷氧化的方法
CN106229491A (zh) * 2016-09-10 2016-12-14 华南理工大学 一种生物质废弃物热还原活化硫酸锂制备锂硫电池正极Li2S/NCs复合材料的方法
CN106531988A (zh) * 2016-10-21 2017-03-22 吉林大学 氮全掺杂的碳自包覆半导体金属氧化物与石墨烯复合电极材料及其制备方法
CN106694007A (zh) * 2016-12-19 2017-05-24 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种单分散金属原子/石墨烯复合催化剂及其制备方法和应用
CN106876728A (zh) * 2017-02-14 2017-06-20 中国科学技术大学 高密度过渡金属单原子负载石墨烯基催化剂及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MICHEL CASSIR ET AL: ""Input of atomic layer deposition for solid oxide fuel cell applications"", 《JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY》 *
韩同伟等: "" 空位缺陷对单层石墨烯薄膜拉伸力学性能的影响"", 《同济大学学报》 *

Cited By (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020164353A1 (zh) * 2019-02-14 2020-08-20 青岛九环新越新能源科技股份有限公司 一种金属原子掺杂多孔碳纳米复合材料及其制备方法和应用
CN109802124A (zh) * 2019-02-14 2019-05-24 西南大学 一种金属原子掺杂多孔碳纳米复合材料及其制备方法和应用
CN111620311A (zh) * 2019-02-28 2020-09-04 中国科学院化学研究所 一种多孔碳负载单原子金属氮配位复合材料及其制备方法
CN109888153A (zh) * 2019-03-12 2019-06-14 东北师范大学 一种用于锂硫电池的低熔点金属修饰复合隔膜及其制备方法
CN109888153B (zh) * 2019-03-12 2021-10-22 吉林省东驰新能源科技有限公司 一种用于锂硫电池的低熔点金属修饰复合隔膜及其制备方法
CN110013881A (zh) * 2019-04-30 2019-07-16 哈尔滨工业大学 原子级分散的金属与氮共掺杂碳基氧还原反应催化剂的制备方法
CN110247060A (zh) * 2019-06-30 2019-09-17 哈尔滨工业大学 PANI/Go/PAN纳米纤维膜复合型钾空气电池负极及其制备方法
CN110444812A (zh) * 2019-07-01 2019-11-12 合肥工业大学 一种电解液和包括其的锂硫电池
CN110444812B (zh) * 2019-07-01 2021-03-12 合肥工业大学 一种电解液和包括其的锂硫电池
CN110571500A (zh) * 2019-09-18 2019-12-13 昆明理工大学 一种锂-硫半液流电池
CN110571500B (zh) * 2019-09-18 2023-04-07 昆明理工大学 一种锂-硫半液流电池
CN110571442A (zh) * 2019-09-19 2019-12-13 中国科学技术大学 一种钼单原子催化剂及其制备方法和应用
CN110947408A (zh) * 2019-11-28 2020-04-03 华南理工大学 一种铁单原子催化剂及其制备方法和应用
CN111313018A (zh) * 2019-12-06 2020-06-19 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 纳米碳质/硫化锂复合材料及其制备方法与应用
CN111313018B (zh) * 2019-12-06 2022-04-29 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 纳米碳质/硫化锂复合材料及其制备方法与应用
CN110931752A (zh) * 2019-12-09 2020-03-27 华南师范大学 一种氮掺杂多孔碳负载金属镍的锂硫电池正极材料及其制备方法与应用
CN111389394A (zh) * 2020-03-04 2020-07-10 南方科技大学 一种金属单原子催化剂及其制备方法
CN111490255A (zh) * 2020-04-02 2020-08-04 北京理工大学 一种Pt/rGO/PDA@NF复合材料的制备方法及应用
CN115485082B (zh) * 2020-05-07 2024-04-05 首尔大学校产学协力团 合金纳米粒子、所述合金纳米粒子的形成方法以及包含所述合金纳米粒子的合金纳米催化剂
CN115485082A (zh) * 2020-05-07 2022-12-16 首尔大学校产学协力团 合金纳米粒子、所述合金纳米粒子的形成方法以及包含所述合金纳米粒子的合金纳米催化剂
CN111659442A (zh) * 2020-06-12 2020-09-15 珠海复旦创新研究院 碳基双限域界面负载的单原子催化剂及其制备方法
CN111974430B (zh) * 2020-07-01 2023-04-25 中国科学院金属研究所 一种单原子铜催化剂的制备方法及其在锂硫电池正极中的应用
CN111974430A (zh) * 2020-07-01 2020-11-24 中国科学院金属研究所 一种单原子铜催化剂的制备方法及其在锂硫电池正极中的应用
CN111834635A (zh) * 2020-07-02 2020-10-27 华中科技大学 一种单原子钼分散的钼-氮-碳纳米片材料、其制备和应用
CN112151787A (zh) * 2020-11-04 2020-12-29 肇庆市华师大光电产业研究院 一种锂硫电池正极材料及其制备方法
CN112382755A (zh) * 2020-11-11 2021-02-19 苏州大学 掺杂过渡金属的硫化聚丙烯腈柔性正极材料及其制备方法
CN112382755B (zh) * 2020-11-11 2022-04-12 苏州大学 掺杂过渡金属的硫化聚丙烯腈柔性正极材料及其制备方法
CN113013391A (zh) * 2021-02-23 2021-06-22 北京工业大学 一种制备适配铝硫电池硫正极载体的氮掺杂多维多级孔碳材料的方法
CN113373475B (zh) * 2021-05-31 2023-03-10 中国人民解放军空军勤务学院 基于反应物富集的铂单原子氢氧化反应电催化剂及其制备方法
CN113373475A (zh) * 2021-05-31 2021-09-10 中国人民解放军空军勤务学院 基于反应物富集的铂单原子氢氧化反应电催化剂及其制备方法
CN113394381B (zh) * 2021-06-10 2023-02-10 肇庆市华师大光电产业研究院 一种用于锂硫电池正极的层状双氢氧化物复合材料制备方法
CN113394381A (zh) * 2021-06-10 2021-09-14 肇庆市华师大光电产业研究院 一种用于锂硫电池正极的层状双氢氧化物复合材料制备方法
CN113782732A (zh) * 2021-09-08 2021-12-10 中国科学院过程工程研究所 一种单原子锡基复合碳材料及其制备方法和用途
CN113782732B (zh) * 2021-09-08 2023-09-26 中国科学院过程工程研究所 一种单原子锡基复合碳材料及其制备方法和用途
CN116060074A (zh) * 2021-11-01 2023-05-05 中自环保科技股份有限公司 一种电化学反应用催化性载体及其制备方法
CN114784304A (zh) * 2022-04-21 2022-07-22 佛山仙湖实验室 双金属原子掺杂多孔碳材料催化剂及其制备方法和应用
CN114784304B (zh) * 2022-04-21 2024-04-02 佛山仙湖实验室 双金属原子掺杂多孔碳材料催化剂及其制备方法和应用
CN116014143A (zh) * 2023-03-27 2023-04-25 溧阳天目先导电池材料科技有限公司 一种二次电池功能材料及其制备方法和应用
CN116741976A (zh) * 2023-08-16 2023-09-12 中石油深圳新能源研究院有限公司 一种铁单原子掺杂的正极材料及其制备方法和应用
CN117497715A (zh) * 2023-09-28 2024-02-02 中能鑫储(北京)科技有限公司 一种铁-氮共掺杂高导纳米复合材料、其制备及应用

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