一种二氧化锰包覆的碳硫复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于储能材料技术领域，具体涉及一种二氧化锰包覆的碳硫复合材料及其制备方法和应用。本发明专利技术采用二氧化硅为模板，合成简单、成本低廉；合成出大小均匀，形貌规则的二氧化锰包覆的空心碳球，空心碳球不仅起到支撑二氧化锰、传输电子的作用，而且还能增加二氧化锰的比表面积，从而表现出较好的储硫性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于储能材料
，具体涉及一种二氧化锰包覆的碳硫复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
随着人口的急剧增长和社会经济的快速发展，资源和能源日渐枯竭，生态环境日益恶化。太阳能、风能、潮汐能等可再生的能源已经被开发和使用；然而，这些可替代能源成本高。锂离子电池因其具有良好的经济效益而得到快速发展和应用。尽管锂离子电池技术得到较好发展，但是由于其较低的理论比容量，已经远远不能满足动力电池要求和人们日益增长的能源需求。因此，寻找比容量高的可替代材料成为热点，其中，硫正极材料是一个不错选择。锂硫电池有很高的理论比容量1675mAh/g和较高的能量密度2600Wh/kg，具有常规电池无可比拟的优势。作为活性材料的硫单质，具有资源丰富、价格低廉、环境友好等特点，是一种具有广阔前景的正极材料。然而，活性材料的利用率低、充放电过程中产生的多硫化物溶于电解液、循环性能差等问题阻碍了其发展应用。目前,主要从抑制多硫化物的溶解扩散和提高正极材料的导电性两方面开展许多研究。其中，碳材料以优异的力学、电学、导热性能、可调的多孔结构以及丰富的表面特性得到大量研究。虽然碳材料作为储硫材料，一定程度上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二氧化锰包覆的碳硫复合材料，其特征在于，所述碳硫与二氧化锰之间的配比，按照碳硫与含有高锰酸根离子的盐之间质量比反应，所述碳硫:含有高锰酸根离子的盐为1:2～5。

【技术特征摘要】
1.一种二氧化锰包覆的碳硫复合材料，其特征在于，所述碳硫与二氧化锰之间的配比，按照碳硫与含有高锰酸根离子的盐之间质量比反应，所述碳硫:含有高锰酸根离子的盐为1:2～5。2.制备如权利要求1所述二氧化锰包覆的碳硫复合材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)酚醛树脂包覆二氧化硅纳米球的制备：先将正硅酸乙酯加入到混合溶剂中搅拌，再依次加入间苯二酚和甲醛溶液；接着将反应物转入反应釜中置于烘箱中烘烤，最后离心、洗涤、干燥后得到所述酚醛树脂包覆二氧化硅纳米球；其中所述混合溶剂为氨水、乙醇和水的混合溶夜；(2)碳包覆二氧化硅材料的制备：将步骤(1)中制得的所述酚醛树脂包覆的二氧化硅纳米球置于管式炉中，在氮气或氩气氛围下先加热后保温，得到所述碳包覆二氧化硅材料；(3)空心碳球的制备：将步骤(2)中制得的碳包覆二氧化硅材料用氢氟酸溶剂浸泡，然后取出离心、洗涤、干燥后制得空心碳球，期间多次更换氢氟酸溶剂；(4)碳硫复合材料的制备：取步骤(3)中制得的空心碳球与升华硫，按照质量比1：1～2混合研磨1小时后，转移到密封反应釜中，热熔法负载硫，得到所述碳硫复合材料；(5)二氧化锰包覆的碳硫复合材料的制备：将步骤(4)中制得的碳硫复合材料分散在水中，然后转入圆底烧瓶，加入高锰酸钾溶液，加热到60℃～100℃，并保持该温度1～6小时；最后过滤、洗涤、干燥得到所述二氧化锰包覆的碳硫复合材料。3.如权利要求2所述二氧化锰包覆的碳硫复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中按照体积比计算，氨水:水:乙醇为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡跃鹏，谢继青，赵灵智，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：广东;44