一种纳米棒多孔碳-硫复合正极材料及其制备方法、锂硫电池技术

一种纳米棒多孔碳‑硫复合正极材料的制备方法，包括以下步骤：将六水合硝酸锌溶液与 4,4'‑联苯二甲酸二钠盐在常温下进行混合搅拌，然后经离心洗涤、干燥后得到锌基金属有机框架前驱体；将前驱体在惰性气体气氛下进行煅烧，将得到的纳米棒多孔碳与单质硫进行混合，球磨、干燥后进行热处理，即得纳米棒多孔碳‑硫复合正极材料。本发明专利技术制得的纳米棒多孔碳‑硫复合正极材料为纳米棒多孔碳与单质硫的复合材料，孔径为1nm~3nm，单质硫位于纳米棒多孔碳孔道内。本发明专利技术的正极材料制备成本低，孔径小，对多硫化物具有较强的束缚作用，可以有效抑制穿梭效应，提高锂硫电池的电化学性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂离子电池
，具体涉及一种纳米棒多孔碳-硫复合正极材料及其制备方法、锂硫电池。
技术介绍
目前，商业化锂离子电池已经不能满足电动汽车等产品对动力电池比容量和比能量的需求。锂硫（Li-S）电池作为一种新型电化学储能系统，理论比能量可达2600Wh/kg，硫作为正极材料，其理论比容量达到1600mAh/g以上，且硫具有储量丰富、价格低廉、环境友好等优点，具有极高的应用价值。然而锂硫电池要实现其实际应用，仍要解决许多难题。首先，硫为绝缘体，使用时必须添加导电剂增加其导电性，因此会降低了正极材料的能量密度；其次，硫正极在充放电过程中的体积膨胀与收缩会导致电极脱落，降低了正极材料的循环寿命；再次，硫化锂的中间产物多硫化锂易溶于电解液产生“穿梭效应”，增加了离子电导和电子电导，降低了硫的利用率和库伦效率。为了解决锂硫电池多硫化物穿梭效应、硫导电性差、体积膨胀这三个主要问题，近些年来，学术界主要考虑将导电多孔材料作为硫的载体，例如将多孔活性炭，碳纳米管，石墨烯等碳材料与硫复合。碳材料的多孔结构、良好的导电性能和机械性能较好地解决了硫电极导电性差和体积膨胀的问题，但是多硫化物的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米棒多孔碳‑硫复合正极材料的制备方法，包括以下步骤：(1) 将可溶性锌盐溶液与4,4'‑联苯二甲酸二钠盐溶液在常温下进行混合搅拌，然后经离心洗涤、干燥后得到锌基金属有机框架前驱体；(2) 将步骤(1)得到的前驱体在惰性气体气氛下进行煅烧，冷却后得到纳米棒多孔碳；(3) 将步骤(2)得到的纳米棒多孔碳与单质硫进行混合，经湿法球磨、干燥后再放入密闭容器内进行热处理，即得所述的纳米棒多孔碳‑硫复合正极材料。

【技术特征摘要】
1.一种纳米棒多孔碳-硫复合正极材料的制备方法，包括以下步骤：(1) 将可溶性锌盐溶液与4,4'-联苯二甲酸二钠盐溶液在常温下进行混合搅拌，然后经离心洗涤、干燥后得到锌基金属有机框架前驱体；(2) 将步骤(1)得到的前驱体在惰性气体气氛下进行煅烧，冷却后得到纳米棒多孔碳；(3) 将步骤(2)得到的纳米棒多孔碳与单质硫进行混合，经湿法球磨、干燥后再放入密闭容器内进行热处理，即得所述的纳米棒多孔碳-硫复合正极材料。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述可溶性锌盐溶液为六水合硝酸锌溶于去离子水中配成的水溶液，所述4,4'-联苯二甲酸二钠盐溶液为4,4'-联苯二甲酸二钠盐溶于去离子水中配成的水溶液，六水合硝酸锌和4,4'-联苯二甲酸二钠盐的摩尔比为1:1，六水合硝酸锌和4,4'-联苯二甲酸二钠盐各自配成水溶液的浓度均为0.05~1 mol/L。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，搅拌速度为400~1000r/min，搅拌时间为0.5~2小时，离心洗涤的转速为5000~10000r/min，干燥时间为4~8小时。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱昕晔，靳黎娜，沈湘黔，赵迪，杨晓龙，王善文，习小明，周友元，廖达前，黄承焕，姚山山，
申请(专利权)人：长沙矿冶研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43