[发明专利]硫-孢子碳/碳化铌复合电极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种硫-孢子碳/碳化铌复合电极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）获得木霉孢子；

（2）取木霉孢子放置于丙酮中浸泡，随后在无水乙醇和去离子水中清洗过滤，去除其表面的油脂，在烘箱中烘干，得到烘干后的孢子；

（3）将烘干后的孢子在空气中200~400℃预热处理3~9h，然后在Ar气氛围中600~800℃热处理1~5h，冷却后，得到木霉孢子碳；

（4）配置NbCl₅乙醇溶液，称量木霉孢子碳倒入NbCl₅乙醇溶液中均匀混合，随后转移到水热反应釜中150~250℃反应3~9 h；

（5）反应结束后，将获得的粉末用去离子水和无水乙醇清洗并烘干，烘干后，将粉末装于石英舟中转移到管式炉，在氩气气氛下720~880℃热处理1~4h和920~1080℃热处理1~4h，降温后，得到孢子碳/碳化铌复合材料；

（6）将孢子碳/碳化铌复合材料与硫单质均匀混合，然后置入高压反应釜中，加热至100~190℃，反应10~18小时，待反应釜降温后，取出反应产物，得到硫-孢子碳/碳化铌复合材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，获得木霉孢子，包括：

以棉籽壳、木屑、段木中的一种或多种为营养物，采用PDA培养基平板培养，在22℃~26℃，相对湿度为90%~98%的环境中萌发，培养3~5天后，菌落直径为8.1～9.0厘米，采集所得的木霉孢子。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述的木霉孢子、丙酮的用量之比为10 g：30~70 mL；

所述的浸泡的时间为5~7h；

所述的烘干的温度为60~80℃。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，将烘干后的孢子在空气中250~350℃预热处理5~7h，然后转移到管式炉中在Ar气氛围中650℃~750℃热处理1~3h，冷却后，得到木霉孢子碳。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，配置NbCl₅乙醇溶液，称量木霉孢子碳倒入NbCl₅乙醇溶液中均匀混合，随后转移到水热反应釜中180~220℃反应5~7h。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，所述的NbCl₅乙醇溶液中NbCl₅的浓度为0.5~3 mmol/L；

所述的木霉孢子碳与NbCl₅乙醇溶液的用量之比为1~5 g：40~80 mL。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（5）中，反应结束后，将获得的粉末用去离子水和无水乙醇清洗并烘干，烘干后，将粉末装于石英舟中转移到管式炉，在氩气气氛下770℃~830℃热处理1~3h和970℃~1030℃热处理1~3h，降温后，得到孢子碳/碳化铌复合材料。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（6）中，将孢子碳/碳化铌复合材料与硫单质均匀混合，然后置入高压反应釜中，加热至120~170℃，反应12~16小时，待反应釜降温后，取出反应产物，得到硫-孢子碳/碳化铌复合材料。

9.根据权利要求1~8任一项所述的制备方法制备的硫-孢子碳/碳化铌复合电极材料。

10.根据权利要求9所述的硫-孢子碳/碳化铌复合电极材料作为锂硫电池正极材料的用途。