基于酸角壳的多孔碳-硫复合材料及其制备方法和用途.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109755531A(43)申请公布日2019.05.14(21)申请号201910019724.3H01M10/052(2010.01)(22)申请日2019.01.09(71)申请人电子科技大学地址611731四川省成都市高新区（西区）西源大道2006号(72)发明人吴孟强徐自强巩峰冷松明陈诚肖集升(74)专利代理机构成都点睛专利代理事务所(普通合伙)51232代理人敖欢葛启函(51)Int.Cl.H01M4/36(2006.01)H01M4/583(2010.01)H01M4/62(2006.01)H01M4/38(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图5页(54)发明名称基于酸角壳的多孔碳-硫复合材料及其制备方法和用途(57)摘要本发明提供一种基于酸角壳的多孔碳-硫复合材料及其制备方法和用途，包括步骤：1、将酸角壳放入强碱溶液中浸泡，强酸溶液洗成中性，烘箱中干燥，粉碎；2、将酸角粉末平铺于刚玉坩埚中，放入管式炉中，升温保温，随炉自然冷却至室温，得到预处理后的酸角壳碳；3、将酸角壳碳加入活化剂溶液中，搅拌活化，然后置于烘箱中干燥；由室温升温保温，使其完全碳化，随炉自然冷却至室温；4、将产物放入强酸溶液中，使其成中性；干燥得到多孔碳；5、将多孔碳与硫粉混合均匀，升温保温，随炉自然冷却至室温，取出，得到所述多孔碳-硫复合材料；本发明得到的复合材料作为正极材料应用于锂硫电池中，有效提高了电池的循环稳定性。CN109755531ACN109755531A权利要求书1/1页1.一种基于酸角壳的多孔碳-硫复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、将酸角壳放入1～3mol/L的强碱溶液中浸泡12～24h，然后用与强碱溶液等浓度的强酸溶液洗成中性，除去酸角壳表面的杂质；将清洗干净的酸角壳放入50～100℃的烘箱中干燥12～24h，除去水分，然后采用行星式球磨机粉碎至毫米级别，待用；步骤2、将步骤1得到的酸角粉末平铺于刚玉坩埚中，然后放入管式炉中，在惰性气体气氛下由室温升温至300～600℃，保温1～3h，煅烧完成后，随炉自然冷却至室温，取出，得到预处理后的酸角壳碳；步骤3、将步骤2得到的酸角壳碳加入1～5mol/L的活化剂溶液中，搅拌活化8～12h，得到的反应液倒入刚玉坩埚中，然后置于烘箱中80～150℃下干燥3～12h，以去除其中的水分；干燥后的产物置于管式炉内，在惰性气体气氛下由室温升温至500～1000℃，保温1～5h，使其完全碳化，完成后，随炉自然冷却至室温，取出；步骤4、将步骤3得到的产物放入与步骤1中强碱溶液等浓度的强酸溶液中，使其成中性；待完成后，在真空烘箱中干燥，得到多孔碳；步骤5、将步骤4得到的多孔碳与硫粉按质量比为1：(1.5～4)混合均匀后，置于管式炉内，在惰性气体气氛下由室温升温至155～300℃，保温12～24h，完成后，随炉自然冷却至室温，取出，得到所述多孔碳-硫复合材料。2.根据权利要求1所述的基于酸角壳的多孔碳-硫复合材料的制备方法，其特征在于：步骤1所述强碱溶液为氢氧化钠或氢氧化钾的水溶液；所述强酸溶液为盐酸、硫酸或硝酸溶液；所述球磨的频率为31.66Hz～37.66Hz。3.根据权利要求1所述的基于酸角壳的多孔碳-硫复合材料的制备方法，其特征在于：步骤2所述惰性气体为氩气或氮气；焙烧温度为300～500℃，时间为1～3h。4.根据权利要求1所述的基于酸角壳的多孔碳-硫复合材料的制备方法，其特征在于：步骤3所述活化剂溶液为氢氧化钾、氯化锌、磷酸的水溶液，浓度为1～5mol/L。5.根据权利要求1所述的基于酸角壳的多孔碳-硫复合材料的制备方法，其特征在于：步骤3中所述惰性气体为氩气或氮气。6.根据权利要求1所述的基于酸角壳的多孔碳-硫复合材料的制备方法，其特征在于：步骤4所述强酸溶液为盐酸、硫酸或硝酸溶液。7.根据权利要求1所述的基于酸角壳的多孔碳-硫复合材料的制备方法，其特征在于：步骤4，真空烘箱中干燥温度为60-100℃，干燥时间为8-12h。8.根据权利要求1所述的基于酸角壳的多孔碳-硫复合材料的制备方法，其特征在于：步骤2、步骤3和步骤5中在惰性气体气氛下由室温升温过程的升温速率为2～5℃/min。9.权利要求1至8任意一项制备方法得到的基于酸角壳的多孔碳-硫复合材料。10.权利要求9所述的基于酸角壳的多孔碳-硫复合材料用于锂硫电池正极材料的用途。2CN109755531A说明书1/5页基于酸角壳的多孔碳-硫复合材料及其制备方法和用途技术领域[0001]本发明属于储能材料和锂硫电池正极材料制备技术领域，具体涉及到一种基于酸角壳的多孔碳-硫复合材料的制备方法以及在锂硫电池正极材料中的应用。背景技术[000