[发明专利]氮掺杂中空球形碳包覆硫正极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.氮掺杂中空球形碳包覆硫材料的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤及其工艺条件：

步骤一：氮掺杂中空球形碳材料的制备

(1)按盐酸多巴胺和F127乙二醇的质量比为3:3～5投料，混合后获得固态混合物A；按盐酸多巴胺、1，3，5-三甲基苯、酒精/水混合溶液的质量比为1:1.4～1.8:5～12备料，在固态混合物A中依次加入1，3，5-三甲基苯、酒精/水的混合溶液，充分均匀混合，获得混合溶液B；

所述F127乙二醇的分子量为8000～20000；

所述充分均匀混合,其混合方式包括超声或者搅拌；

(2)按盐酸多巴胺和饱和氨水的质量比为1:1.2～1.7计算，将量取的氨水加至混合溶液B中，聚合反应时间为50～80分钟；然后收集溶液中生成的悬浮颗粒并采用清洗液清洗获得固态物质C，其中清洗液清洗3～5次，收集固态物质的方式为过滤或者离心；按所得固态物质C与酒精/水混合溶液的质量比为1:20～35的量，将固态物质C加至酒精/水的混合溶液中获得混合溶液D，并将混合溶液D放入反应釜，水热反应温度为90～120摄氏度，水热反应时间为20～25小时；再一次收集反应后的固态物质获得固态混合物E；

所述清洗液为酒精/水组成的任意比例的混合溶液；清洗次数为3～5次；

(3)将固态混合物E置于700～880摄氏度管式炉下保温100～150分钟，获得氮掺杂中空球形碳材料；

步骤二：氮掺杂中空球形碳包覆硫正极材料的制备

（1）按过硫酸钠:酒精/水混合溶液:中空球形碳材料的质量比为1:10～15:0.2～0.4称取各组分，把过硫酸钠和中空球形碳材料分别加至酒精/水混合溶液中获得溶液F；

（2）按盐酸:过硫酸钠摩尔比为1:0.8～1称取盐酸，并将盐酸加入到溶液F中，反应时间为4～5小时，收集反应后的固态物质，将固态物质在管式炉中150～180摄氏度加热15～25分钟，获得氮掺杂中空球形碳包覆硫正极材料，所述管式炉氮气流速度为300～600毫升/分钟。

2.根据权利要求1所述的氮掺杂中空球形碳包覆硫材料的制备方法，其特征在于，步骤一（1）所述盐酸多巴胺和F127乙二醇的质量比为3:5；

盐酸多巴胺、1，3，5-三甲基苯、酒精/水混合溶液的质量比为1:1.6:10；步骤一（3）固态混合物E置于800摄氏度管式炉下保温120分钟；

步骤二（2）所述盐酸:过硫酸钠的摩尔比为1:0.9；

步骤二（2）将固态物质在管式炉中160摄氏度加热20分钟，氮气流速度为400毫升/分钟。

3.根据权利要求1或2所述的氮掺杂中空球形碳包覆硫材料的制备方法，其特征在于，所述酒精/水混合溶液，酒精/水的质量比为1:1。

4.根据权利要求1或2所述的氮掺杂中空球形碳包覆硫材料的制备方法，其特征在于：

步骤一（1）按盐酸多巴胺和F127乙二醇的质量比为3:3～5投料；

步骤一（2）按盐酸:过硫酸钠摩尔比为1:0.8～1称取盐酸，并将盐酸加入到溶液F中，反应时间为4～5小时，收集反应后的固态物质中收集固态物质的方式为离心。

5.权利要求1-4的任意一项所述氮掺杂中空球形碳包覆硫材料的制备方法制备的氮掺杂中空球形碳包覆硫材料。