一种基于生物质的多孔碳/硫复合材料制备方法及其应用技术

本发明专利技术属于锂硫电池正极材料领域,具体涉及一种基于生物质的多孔碳/硫复合材料的制备方法，具体包括以下步骤：S1.将生物质原料焙烧获得碳材料初产物；S2.除去碳材料初产物中的杂质得到生物质碳材料；S3.将生物质碳材料与活化剂以及水均匀混合后焙烧得到活化混合物；S4.除去活化混合物中的杂质，获得活化的多孔碳材料；S5.将多孔碳材料与硫充分混合进行反应，得到多孔碳/硫复合材料。本发明专利技术还公开了多孔碳/硫复合材料作为正极材料在电池或超级电容器中的应用。通过本发明专利技术制得的生物质碳/硫复合材料制备的电池具有较高的放电容量、良好的循环稳定性和较高的库伦效率，具有较好的应用前景。

Porous carbon / sulfur composite material based on biomass, preparation method and application thereof

The invention belongs to the field of lithium sulfur battery, in particular relates to a preparation method of porous carbon / sulfur composite material based on biomass, it includes the following steps: S1. will obtain primary products of biomass carbon materials roasting; impurity removal of S2. carbon materials made products by biomass carbon materials; and the activator and S3. water mixed with activated carbon material obtained by calcining the mixture of biomass; removing impurities in the mixture of S4. activation, activation of the obtained porous carbon materials; S5. porous carbon and sulfur mixed reaction, obtained porous carbon / sulfur composite material. The invention also discloses the application of the porous carbon / sulfur composite material as a positive electrode material in a battery or a super capacitor. The battery prepared by the biomass carbon / sulfur composite material produced by the invention has higher discharge capacity, good cycle stability and higher Kulun efficiency, and has a better application prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种基于生物质的多孔碳/硫复合材料制备方法及其应用
本专利技术属于锂硫电池正极材料领域,更具体地，涉及一种基于生物质的多孔碳/硫复合材料的制备方法及其应用。
技术介绍
锂离子电池是目前最先进的二次电池体系之一，自1990年商业化以来，以其高电压、高能量密度、长循环性寿命、无记忆效应等优点被广泛应用在移动通信、电动工具、便携式电脑等诸多领域，并被认为具有巨大潜力应用于未来电动汽车和智能电网等新兴大规模应用场合。但是随着科技的发展和进步，一些新兴的应用场合，如电动汽车、智能手机、大规模储能电站等，对储能电池的性能也提出了越来越高的要求，传统的锂离子电池材料体系偏低的能量密度(350Wh/kg)成为制约其在这些领域应用的瓶颈。硫(S)是自然界中最常见的元素之一。硫在自然界以S8环状分子形式存在。硫有许多不同的化合价，常见的有2，0，+4，+6等。锂硫电池以金属锂做为负极，单质硫做为正极，通过有机电解液构成锂硫电池，放电时负极锂单质失去电子，正极硫单质得到电子并与电解液中的锂离子结合生成多硫化锂。硫与金属锂构成锂硫电池时，每个硫原子可以实现2电子的氧化还原反应，理论比容量为1680mAh/g本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于生物质的多孔碳/硫复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.将准备好的生物质原料进行水洗后干燥，然后将干燥后的生物质原料在惰性气氛中焙烧，获得生物质的碳材料初产物；S2.待步骤S1中的碳材料初产物自然冷却后，除去其中的无机盐以及氧化物杂质，得到生物质碳材料；S3.将步骤S2中得到的生物质碳材料与活化剂以及水按照1:(1～3):(5～15)的质量比均匀混合并烘干，然后在惰性气氛中焙烧，得到活化混合物；S4.除去步骤S3中得到的活化混合物中的金属氧化物杂质，获得活化的生物质多孔碳材料；S5.将步骤S4所得的多孔碳材料与硫按照1:(1～3)的质量比充分混合进行反应，得到基于生物质的...

【技术特征摘要】
1.一种基于生物质的多孔碳/硫复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.将准备好的生物质原料进行水洗后干燥，然后将干燥后的生物质原料在惰性气氛中焙烧，获得生物质的碳材料初产物；S2.待步骤S1中的碳材料初产物自然冷却后，除去其中的无机盐以及氧化物杂质，得到生物质碳材料；S3.将步骤S2中得到的生物质碳材料与活化剂以及水按照1:(1～3):(5～15)的质量比均匀混合并烘干，然后在惰性气氛中焙烧，得到活化混合物；S4.除去步骤S3中得到的活化混合物中的金属氧化物杂质，获得活化的生物质多孔碳材料；S5.将步骤S4所得的多孔碳材料与硫按照1:(1～3)的质量比充分混合进行反应，得到基于生物质的多孔碳/硫复合材料。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述干燥处理的条件优选如下：干燥温度为60℃～150℃、干燥时间为12h～24h；所述焙烧处理的条件优选如下：焙烧温度为400℃～600℃、焙烧时间为1h～3h。3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，所述活化剂优选为下列物质中的一种或几种的混合物：KOH、NaOH、ZnCl2、K2CO3，进一步优选为KOH。4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡敬平，武龙胜，袁喜庆，薛伟俊，杨小容，何雨航，贺秀林，侯慧杰，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42