[发明专利]一种氮掺杂多孔碳球/S复合材料及其制备方法和在锂硫电池中的应用有效
| 申请号： | 202210567983.1 | 申请日： | 2022-05-24 |
| 公开（公告）号： | CN114751395B | 公开（公告）日： | 2023-07-21 |
| 发明（设计）人： | 程年才;俞立跃 | 申请（专利权）人： | 福州大学 |
| 主分类号： | C01B32/05 | 分类号： | C01B32/05;C01B17/00;H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62;H01M10/052 |
| 代理公司： | 福州元创专利商标代理有限公司 35100 | 代理人： | 林文弘;蔡学俊 |
| 地址： | 350108 福建省福州市*** | 国省代码： | 福建;35 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 掺杂 多孔 复合材料 及其 制备 方法 电池 中的 应用 | ||
1.一种氮掺杂多孔碳球/S复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)称取锌盐加入去离子水中，搅拌至完全溶解，制得A溶液；
(2)称取2-甲基咪唑加入去离子水中，搅拌至完全溶解，制得B溶液；
(3)将A溶液与B溶液混合，在特定温度区间，搅拌反应均匀；
(4)将步骤(3)所得到的反应溶液离心分离得到固相产物，并用去离子水洗涤，干燥后获得白色粉末；
(5) 将步骤(4)的白色粉末，置于石英舟，在氮气气氛下碳化，得到氮掺杂多孔碳球；
(6)将所得氮掺杂多孔碳球、升华硫加入二硫化碳溶液，混合均匀，干燥至恒重，在氮气气氛下热处理，获得氮掺杂多孔碳球/S复合材料；
步骤(3)中反应的温度为0-20℃，反应的时间为2-9h。
2.根据权利要求1所述的氮掺杂多孔碳球/S复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)的溶液A中锌盐浓度为0.002-2mol/L；锌盐为Zn(NO3)2、ZnSO4、(CH3COO)2Zn和ZnCl2中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的氮掺杂多孔碳球/S复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)的溶液B中2-甲基咪唑浓度为0.05-5mol/L。
4.根据权利要求1所述的氮掺杂多孔碳球/S复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(5)中碳化的温度为700-1300℃，升温速率为1-10℃/min。
5.根据权利要求1所述的氮掺杂多孔碳球/S复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(6)中热处理的温度为155℃。
6.根据权利要求1所述的氮掺杂多孔碳球/S复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(6)中氮掺杂多孔碳球与升华硫的质量比3:7-1:9。
7.一种如权利要求1-6任一项所述制备方法制得的氮掺杂多孔碳球/S复合材料。
8.一种如权利要求7所述的氮掺杂多孔碳球/S复合材料在锂硫电池中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：所述氮掺杂多孔碳球/S复合材料用于制备锂硫电池正极，制备方法包括以下步骤：
1)将氮掺杂多孔碳球/S复合材料、导电剂和粘结剂按质量比8:1:1，分散于N-甲基吡咯烷酮中，混合均匀得到浆料；
2)将步骤1)所得浆料涂布在铝箔表面；
3)置于真空干燥箱干燥，温度为30-60℃,保温12-36小时，得到氮掺杂多孔碳球/S-铝箔复合正极。
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