【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及鋰硫電池正極材料的構建設計領域，尤其涉及三維網絡結構的正極材料在鋰硫電池中性能提升的。
技術介紹
1、近年來，面對傳統能源供需日益失衡，全球環境日益惡化的嚴重局勢，世界各國紛紛加大對新能源和能源技術的開發力度，儲能裝置作為儲存和再分配能源的關鍵技術被廣泛的應用和研究。在儲能設備中，鋰離子電池由于其較低的能量密度（200-300?wh?kg-1）和存在的安全隱患，限制了進一步的發展和應用。硫因儲量豐富，價格低廉，高的理論比容量。設計的鋰硫電池理論能量密度高達2600?wh?kg-1，理論比容量可達1675?mah?g-1,因此具有更大的應用潛力和研究意義。
2、雖然鋰硫電池在研究的過程中具有巨大的優勢，但也存在一些問題阻礙了它的發展。其面臨的主要問題是：（1）硫和放電產物的導電性差，使得活性物質的利用率低以及反應動力學緩慢，嚴重影響了電池的大倍率性能；（2）充放電過程中會產生可溶性的多硫化物，它們在醚類電解液中溶解性相對較大，隨著反應的進行不斷積累的多硫化物會在濃度梯度的作用下發生穿梭效應，造成不可逆的容量損失和低的庫倫效率；（3）在充放電過程中多相的轉化會伴隨著較大的體積變化，嚴重影響正極結構的穩定性，同時相轉變間差的反應動力學也影響著電池的電化學性能。
3、針對上述問題，在正極材料主體設計方面最早期的策略是將活性物質硫物理的限制在多孔導電碳基材料中（介孔碳、碳納米管、碳納米纖維等），可以通過空間限域達到減少多硫化物穿梭的效果，但是非極性的碳材料和多硫化物之間只存在較弱的范德華力，不能從根本
技術實現思路
1、針對上述現有的技術問題，本專利技術的第一個目的是提供一種分級導電網絡結構ti3c2@n-cnts復合材料，合成的材料的特點關鍵在于：
2、球形的ti3c2防止了片層間的堆疊，暴露的活性位點有利于多硫化物的錨定和轉化；
3、原位生長的氮摻雜碳納米管連接ti3c2球，構建了三維的導電網絡，可以實現更快的電子傳輸;
4、氮摻雜碳納米管復合的ti3c2陰極材料促進多硫化物的催化轉化，加速鋰硫電池的氧化還原反應動力學,由此提高了鋰硫電池的電化學性能。
5、本專利技術的第二個目的是提供一種構建分級導電網絡結構ti3c2@n-cnts復合材料的制備方法，包括以下步驟：
6、mxene/pmma的制備：將ti3alc2粉末，lif和鹽酸溶液按1:1.5:7的質量比進行蝕刻并水洗反應的沉淀，收集水洗上層液體與pmma分散液以1:10的比例攪拌混勻。得到mxene/pmma；
7、ti3c2@n-cnts的制備：取適量的mxene/pmma與co(no3)2·6h2o溶液攪拌混勻，收集上述沉淀與雙氰胺以一定的比在管式爐中煅燒得到ti3c2@n-cnts的前體，然后將前體在鹽酸溶液中振蕩得到產物ti3c2@n-cnts；
8、將ti3c2@n-cnts與硫粉混合，熔融后，作為正極材料。
9、步驟（1）中蝕刻的溫度為40-50?℃，反應時間為12-36?h，洗滌的結果為ph>6。
10、步驟（2）中mxene/pmma與co(no3)2·6h2o的質量比為1:2.5，其中co(no3)2·6h2o溶液的濃度為2.5?wt%。
11、步驟（2）中浸入co(no3)2·6h2o的mxene/pmma與雙氰胺的質量比為1:6，煅燒的溫度為700-800?℃，煅燒時間為3-4?h，煅燒的氣氛為惰性氣氛。
12、步驟（3）中ti3c2@n-cnts與硫粉混合比例小于1，熔融的溫度為110-200?℃，熔融時間為9-15?h。
13、本專利技術第三個目的是提供一種具有導電性好同時氧化還原活性高的分級導電網絡結構ti3c2@n-cnts作為鋰硫電池正極材料。相比于傳統的硫正極材料，本專利技術具有以下優勢：
14、中空球形結構的ti3c2可用于硫的存儲，同時也能適應硫在反應過程中的體積變化，暴露的更多的活性位點有利于多硫化物的捕獲和催化反應的進行。
15、在ti3c2表面原位生長的氮摻雜碳納米管構建了一個網絡結構，加強了電子的快速傳輸，同時分級的三維網絡結構可增強電解液的滲透，有利于鋰離子的擴散。
16、氮摻雜的引入能加強陰極材料對多硫化物的吸附和催化轉化性能，能有效提高了鋰硫電池的電化學性能。
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1.一種構建分級導電網絡結構Ti3C2@N-CNTs復合材料的制備方法，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所描述的制備方法，其特征在于碳納米管原位生長在Ti3C2球體上，構建了分級的三維導電網絡結構，提高了材料的導電性，縮短了電子傳輸路徑，加速了反應過程中多硫化物的轉化動力學，有效提升了鋰硫電池的電化學性能；權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中蝕刻的溫度為40-50?℃，反應時間為12-36?h，洗滌的結果為PH>6；步驟（2）中MXene/PMMA與Co(NO3)2·6H2O的質量比為1:2.5，其中Co(NO3)2·6H2O溶液的濃度為2.5?wt%；步驟（2）中浸入Co(NO3)2·6H2O的MXene/PMMA與雙氰胺的質量比為1:6，煅燒的溫度為700-800?℃，煅燒時間為3-4?h，煅燒的氣氛為惰性氣氛；步驟（3）中Ti3C2@N-CNTs與硫粉混合比例小于1，熔融的溫度為110-200?℃，熔融時間為9-15?h；根據權利要求1-2所述的制備方法得到Ti3C2@N-CNTs正極材料，電化學性能優異；所述的Ti3C2@N-CNTs制備
...【技術特征摘要】
1.一種構建分級導電網絡結構ti3c2@n-cnts復合材料的制備方法，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所描述的制備方法，其特征在于碳納米管原位生長在ti3c2球體上，構建了分級的三維導電網絡結構，提高了材料的導電性，縮短了電子傳輸路徑，加速了反應過程中多硫化物的轉化動力學，有效提升了鋰硫電池的電化學性能；權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中蝕刻的溫度為40-50?℃，反應時間為12-36?h，洗滌的結果為ph>6；步驟（2）中mxene/pmma與co(no3)2·6h2o的...
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