申请/专利权人：中原工学院

申请日：2022-01-19

公开（公告）日：2024-06-25

公开（公告）号：CN114388764B

主分类号：H01M4/36

分类号：H01M4/36;H01M4/62

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.25#授权;2022.05.10#实质审查的生效;2022.04.22#公开

摘要：本发明涉及一种豆荚状多孔氮掺杂碳纳米管包裹ZnTeCo1.11Te2复合材料、制备方法及在锂离子电池中的应用。制备方法如下：首先在碲纳米管（TeNT）上原位生长Zn,Co‑ZIF，然后经过高温热处理，形成了具有豆荚状结构、内部是ZnTe和Co1.11Te2的核，外部是一维多孔氮掺杂碳纳米管（PNCNT）的复合材料ZnTeCo1.11Te2@PNCNT。在高温碳化过程中，Zn,Co‑ZIF与TeNT生成活性物质ZnTe和Co1.11Te2，同时形成有利于电子和离子传输的PNCNT，并且豆荚状结构能缓解充放电过程中体积膨胀带来的影响。本发明复合材料在锂离子电池中表现出良好的电化学性能。

主权项：1.一种豆荚状多孔氮掺杂碳纳米管包裹ZnTeCo1.11Te2复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤（1）：制备碲纳米管TeNT；步骤（2）：制备前驱体Zn,Co-ZIF@TeNT；步骤（3）：制备豆荚状多孔氮掺杂碳纳米管包裹ZnTeCo1.11Te2复合材料ZnTeCo1.11Te2@PNCNT；所述步骤（1）碲纳米管TeNT通过以下步骤制备：将二氧化碲与聚乙烯吡咯烷酮在乙二醇中以1:1-1:2的质量比混合，充分搅拌后升温至150-200°C反应10-40min，接着加入氢氧化钠，其与二氧化碲的质量比为1:1-1:2，维持反应20-120min，对所得产物进行离心分离干燥处理，获得碲纳米管；所述步骤（2）的前驱体Zn,Co-ZIF@TeNT通过以下步骤制备：将摩尔比为4:1的过渡金属锌盐和钴盐超声分散在有机溶剂中得到分散液A，将碲纳米管和2-甲基咪唑分别超声分散在有机溶剂中得到分散液B和C，上述三种溶液混合后得到混合液，室温搅拌反应3-12h，使用有机溶剂离心分离后，置于烘箱中干燥，得到前驱体Zn,Co-ZIF@TeNT；所述过渡金属锌盐和钴盐的总摩尔量与2-甲基咪唑的摩尔量比值为1:8；所述步骤（3）豆荚状多孔氮掺杂碳纳米管包裹ZnTeCo1.11Te2复合材料ZnTeCo1.11Te2@PNCNT通过以下步骤制备：将前驱体Zn,Co-ZIF@TeNT在还原气氛下700℃高温退火1-5h，升温速率为1-10℃min-1，自然冷却后得到ZnTeCo1.11Te2@PNCNT；所述豆荚状多孔氮掺杂碳纳米管包裹ZnTeCo1.11Te2复合材料具有如下结构：过渡金属碲化物ZnTeCo1.11Te2分段填充在多孔氮掺杂碳纳米管的管腔内，形成豆荚状核壳结构；所述复合材料长2-20μm，直径为50-300nm，碳层包裹厚度为5-20nm。

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