[发明专利]一种多级结构碳纤维/硫复合正极材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种多级结构碳纤维/硫复合正极材料的制备方法，属于化工电极材料制造工艺技术领域。本发明采用静电纺丝法制备碳纤维，在纺丝原液中加入金属盐，通过惰性气氛煅烧，原位生成的金属一方面催化碳纤维石墨化，一方面金属颗粒被去除后，形成空心碳球，再通过气相热蒸法，将硫吸附于石墨化的空心碳球中，这种多级结构的碳纤维/硫复合正极材料，极大的提高了材料的倍率性能，并抑制了多硫化物的溶出，改善了材料的循环性能和库伦效率。本发明的方法简单易行，工艺参数可控性强，能耗低，对设备要求低。

主权项

一种制备多级结构碳纤维/硫复合正极材料的方法，其特征在于：具体步骤如下：1)将金属盐和聚合物粉末溶解于溶剂中，其中金属盐的质量浓度为1%～15%，聚合物粉末的质量浓度为5%～30%；混合均匀得到溶液A；2)将步骤1)得到的溶液A置于静电纺丝仪的推注器中，得到含金属盐的薄膜；3)将步骤2)得到的含金属盐的薄膜在100℃～300℃空气中煅烧0.5～4h；得到预氧化薄膜；4)在惰性氛围下将步骤3)得到的预氧化薄膜在600℃～1600℃煅烧1～6h；反应结束后得到含金属盐的碳纤维薄膜；5)将步骤4）得到的含金属盐的碳纤维薄膜放入酸中加热回流，将金属盐清洗干净；再用去离子水洗涤、抽滤至溶液pH值呈中性，将滤饼真空烘干，得到黑色碳粉；6)将升华硫和步骤5)得到的黑色碳粉置于密闭容器中，充入惰性气体，在150℃～600℃下反应，反应完全后得到多级结构碳纤维/硫复合正极材料；步骤1)所述的金属盐为铁、镍的硝酸盐、醋酸盐。