[发明专利]碳纤维负载硫化铋材料的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种碳纤维负载硫化铋材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（a）将聚丙烯腈充分溶解于N,N-二甲基甲酰胺中，得到溶液A；

（b）将溶液A进行静电纺丝，得到产物B；

（c）取产物B在惰性气体气氛中进行碳化处理，得到碳纳米纤维；

（d）将碳纳米纤维、硫源和铋源溶于乙二醇中，利用高压釜进行水热处理，即得到所述的碳纤维负载硫化铋材料，其中，水热处理的温度为100-180℃，时间为3-5h。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（a）中，溶解聚丙烯腈时，采用磁力搅拌机搅拌20-28h，搅拌转速为15-100rpm；聚丙烯腈与N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1:5-12。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（b）中，静电纺丝的条件为：溶液A流速7-14uL/min，总供液速率为0.3-6mL/h，高压静电发生器的电压为8-30kv；接收装置为铝箔、铜网、锡箔或织物；针头与接收装置之间的水平距离为10-25cm。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（c）中，所述惰性气体气氛为氮气气氛，碳化处理条件为 ：750-850℃碳化1-3h。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（d）中，所述硫源为硫脲或硫代乙酰胺；所述铋源为五水合硝酸铋或硫化铋。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（d）中，碳纳米纤维、硫源和铋源的质量比为50:1-3:2-4。

7.权利要求1-6任一方法制备的碳纤维负载硫化铋材料在钾离子电池中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，将碳纤维负载硫化铋材料作为钾离子电池的负极材料，组装为扣式电池。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，采用DMF为溶剂，将碳纤维负载硫化铋材料、聚乙烯吡咯烷酮和乙炔黑按质量比8:1:1调制成浆料，然后将浆料均匀覆涂于铜箔上，放入真空干燥箱中进行烘干，之后经过冲片得到电池用负极片。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，将所述电池用负极片与金属钾对电极装配成扣式电池。