[发明专利]一种核壳结构碳/硫复合正极材料、制备方法及其应用

摘要

本发明公开了一种核壳结构多孔碳/硫复合正极材料及其制备方法，该材料由外壳和内壳复合制得，内核与外壳之间有空隙；制备方法为：1)以表面活性剂为模板剂，原硅酸乙酯为成孔剂，酚醛树脂为碳源，通过“stober”法得到核壳结构的聚合物；2)将上述产物经冷却、离心、干燥后高温煅烧碳化，制得核壳结构碳材料；3)用刻蚀剂刻蚀上述材料后经洗涤、干燥后得到壳壁多孔的核壳结构碳材料；4)将硫与上述材料研磨混合均匀，放入安瓿瓶中，在管式炉中真空加热熔融灌注后既得S‑C复合材料。该方法工艺简单；原材料价格便宜；核壳结构碳材料由于壳壁拥有丰富的孔道结构，有效抑制活性物质的流失，提升电极材料的稳定性，提高电化学性能。

主权项

1.一种核壳结构碳/硫复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述的核壳结构碳/硫复合正极材料由外壳和内壳复合制得，外壳为具有丰富孔道结构的多孔碳壳，内核为硫单质，内核与外壳之间留有空隙，制备方法包括下述步骤：第一步，将1.5g表面活性剂CTAB分散在60ml无水乙醇中，依次加入1.5ml氨水、150ml去离子水和1.5g间苯二酚粉末，室温搅拌均匀；加入2.1ml甲醛和7.5ml正硅酸乙酯TEOS溶液，25℃下反应24小时后升温至100℃静止24小时，将产物过滤、洗涤、干燥得到酚醛树脂和二氧化硅的核壳结构固体粉末RF@SiO2；第二步，在惰性气体N2保护下，将上述制得的RF@SiO2粉末在700℃下高温煅烧碳化3小时，得到SiO2@C核壳结构材料；第三步，用刻蚀剂NaOH刻蚀SiO2@C核壳结构材料10小时，除去SiO2，得到壳壁多孔的核壳结构碳材料；所述的刻蚀温度为80℃；第四步，将0.26g升华硫单质与0.11g核壳结构碳材料至于玛瑙的球磨罐中，控制行星式球磨机转速400r/min，球磨30min，得到均匀混合物；将均匀混合物密封于安瓿瓶中，用酒精喷灯熔融封口后，将安瓿瓶置入管式炉中，155℃下真空加热5小时，使升华硫单质熔融灌注于碳材料的空隙中，自然冷却得到核壳结构碳/硫复合正极材料。