[发明专利]阵列型二硫化三镍-碳纳米管复合电极及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种阵列型二硫化三镍‑碳纳米管复合电极，以三维多孔泡沫镍为基体，基体上直接生长阵列型碳纳米管，阵列型碳纳米管上再直接生长Ni3S2纳米片。本发明还公开了所述的阵列型二硫化三镍‑碳纳米管复合电极的制备方法和应用。所述的制备方法，具有工艺简单、成本低、周期短、能耗低等优点，适合大规模工业化生产；制备得到的阵列型二硫化三镍‑碳纳米管复合电极不含粘结剂，由于特殊的三维多孔结构以及纳米结构Ni3S2和碳纳米管的导电和支撑作用，所述的复合电极用于钠离子电池时，显示出较高的容量和较好的循环稳定性。 1

主权项

1.一种阵列型二硫化三镍‑碳纳米管复合电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将六水合硝酸锌、六亚甲基四胺溶于去离子水，再加入氨水，搅拌均匀后得到混合溶液Ⅰ；所述六亚甲基四胺和六水合硝酸锌的摩尔比为0.5～2.0；所述氨水与去离子水的体积比为0.05～0.1；所述混合溶液Ⅰ中Zn2+浓度为0.01～0.05mol/L；2)将泡沫镍浸入混合溶液Ⅰ中，经70～110℃水热反应10～40h，再经后处理得到表面载有氧化锌纳米棒的泡沫镍，记为Ni/ZnO；3)将步骤2)得到的Ni/ZnO浸入浓度为0.04～0.08mol/L的葡萄糖溶液中，取出后进行热处理，然后再浸入浓度为1～3mol/L的NaOH水溶液中，经后处理得到载有碳纳米管的泡沫镍，记为Ni/CNT；所述热处理的温度为400～600℃，时间为2～4h；所述Ni/ZnO在葡萄糖溶液中的浸泡时间为10～20h，在NaOH水溶液中的浸泡时间为24～72h；4)将硫脲、无水硫酸钠溶于去离子水，搅拌均匀后得到混合溶液Ⅱ，所述混合溶液Ⅱ中SO42–浓度为0.01～0.05mol/L；所述硫脲和无水硫酸钠的摩尔比为0.2～1.0；5)将Ni/CNT浸入混合溶液Ⅱ中，经100～150℃水热反应1～5h后，再经后处理得到所述的阵列型二硫化三镍‑碳纳米管复合电极，记为Ni/CNT/Ni3S2；所述阵列型二硫化三镍‑碳纳米管复合电极，以三维多孔泡沫镍为基体，基体上直接生长碳纳米管阵列，碳纳米管阵列上再直接生长二硫化三镍纳米片；所述二硫化三镍纳米片呈圆片状，圆片的直径为200～500nm，厚度为5～20nm；所述碳纳米管阵列的长度为2～4μm，直径为200～600nm，厚度为5～20nm。