一种毛线球状碳/硫复合微球材料的制备方法及锂硫电池技术

本发明专利技术公开一种通过静电纺丝法制备毛线球状碳微球，并将这种碳微球载硫制备出碳/硫复合微球用于锂/硫离子电池正极材料。本发明专利技术中碳/硫复合微球制备方法如下：将选取纤维状碳材料或纤维状碳前驱体与粘结剂，剪切式搅拌均匀分散在溶剂中，通过静电纺丝处理成毛线球状碳前驱体微球，然后进行炭化处理得毛线球状碳微球。将得到的毛线球状碳微球与单质硫在管式炉中加热制得碳/硫复合微球材料，并用作锂硫电池的正极材料。本发明专利技术的碳及其复合材料制成的锂/硫离子电池正极材料比常规碳材料具有更优良的形貌及性能，用作锂硫电池正极材料时，具有高的首次放电比容量，容量保持率佳，而且制备方法简单易行、成本低、绿色环保，具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种毛线球状碳/硫复合微球材料的制备方法及锂硫电池
本专利技术属于电极材料
，更具体的，涉及一种毛线球状碳/硫复合微球材料的制备方法及锂硫电池。
技术介绍
随着世界能源的消耗需求不断增长，可开发利用的石油资源日益枯竭，而环境污染却日益严重，因此利用电化学储能技术将清洁的太阳能，风能储存再利用无疑是人类在21世纪解决这一问题的最有效途径；另外影响人们生活的移动电子设备、电动汽车等也都对未来电化学储能技术提出了更高的要求。这些都需要安全、低廉、高能量密度和长寿命的二次电池来实现。在诸多储能方式中，锂离子电池以质量轻、容量高和无记忆效应等优点，在当今储能工业占据核心地位。锂离子电池使用石墨材料作为负极，磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂等含锂金属氧化物作为正极，利用锂离子在正负极之间的“摇椅效应”来贡献容量，目前现有的二次锂离子电池自身理论比容量将近300mAh/g，即便如此也难以达到人们所需的二次电池的要求，同时燃料电池在短时间内还较难实用化，因而具有2600Wh/kg理论比能量的锂硫电池成为目前的研究发展对象。锂硫电池以单质硫作为正极，金属锂作为负极，其中单质硫的理论比容量就达到1680m本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种毛线球状碳/硫复合微球材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.将纤维状碳前驱体与粘结剂按2~4：1混合，先进行剪切式搅拌使其均匀分散，然后加入溶剂中，进行超声分散，得均匀混合溶液；S2.采用静电纺丝技术将步骤S1得到的混合溶液制备得到毛线球状碳前驱体微球，然后在惰性气体氛围下进行炭化处理，得到毛线球状碳微球；S3.将步骤S2得到的毛线球状碳微球与单质硫混合在100~250℃下进行热处理，得到碳/硫复合微球；其中，步骤S1中溶剂为去离子水、苯、甲苯、二甲苯、丙酮、四氢呋喃、N‑甲基吡咯烷酮、乙氰、乙醇中的一种或多种。

【技术特征摘要】
1.一种毛线球状碳/硫复合微球材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.将纤维状碳前驱体与粘结剂按2~4：1混合，先进行剪切式搅拌使其均匀分散，然后加入溶剂中，进行超声分散，得均匀混合溶液；S2.采用静电纺丝技术将步骤S1得到的混合溶液制备得到毛线球状碳前驱体微球，然后在惰性气体氛围下进行炭化处理，得到毛线球状碳微球；S3.将步骤S2得到的毛线球状碳微球与单质硫混合在100~250℃下进行热处理，得到碳/硫复合微球；其中，步骤S1中溶剂为去离子水、苯、甲苯、二甲苯、丙酮、四氢呋喃、N-甲基吡咯烷酮、乙氰、乙醇中的一种或多种。2.根据权利要求1所述毛线球状碳/硫复合微球材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述纤维状碳前驱体选自碳纳米纤维、棉花、蒲公英、木棉花、柳絮、杨絮、水葫芦、菖蒲中的一种或多种。3.根据权利要求1所述毛线球状碳/硫复合微球材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述粘结剂选自淀粉、糊精、沥青、聚氨酯、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、乙烯—醋酸乙烯共聚物、醋酸乙烯树脂、丙烯酸树脂、氯化橡胶、脲醛树脂、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、酚醛树脂、环氧树脂、羧甲基纤维素中的一种或多种。4.根据权利要求1所述毛线球状碳/硫复合微球材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中剪切式搅拌时间为3～18小时。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晗，文小雨，周伟，向楷雄，朱裔荣，肖利，陈宪宏，
申请(专利权)人：湖南工业大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43