一种落叶资源制备锂硫电池正极复合材料的方法技术

本发明专利技术公开了一种落叶资源制备锂硫电池正极复合材料的方法。其特征在于制备的过程包括以下步骤：（1）收集树木落叶，进行简单预处理后得到备用原料；（2）按照一定的质量比，使用配置的造孔剂溶液处理前述备用原料后干燥得前躯体；（3）将前驱体放入管式炉中在惰性气体氛围下煅烧，之后洗涤、干燥、研磨即得生物质多孔碳；（4）将升华硫与多孔碳进行复合，得到锂硫电池用正极材料。该方法操作工艺简单、安全环保、实现了废弃生物质资源的二次利用，节约了生产成本。得到的介孔碳材料具有理想的比表面积和孔容，此外还具有优秀的导电性。形成的碳硫正极复合材料，有效改善了硫在充放电过程中的体积效应和穿梭效应，提升了电池的电化学性能。

A Method for Preparing Lithium-Sulfur Battery Positive Composites from Defoliated Resources

The invention discloses a method for preparing lithium sulfur battery positive electrode composite material from deciduous resources. The preparation process is characterized by the following steps: (1) collecting fallen leaves of trees and obtaining spare raw materials after simple pretreatment; (2) drying the precursor after treating the aforementioned spare raw materials with the prepared pore-forming agent solution in accordance with a certain mass ratio; (3) calcining the precursor in a tubular furnace in an inert gas atmosphere, and then washing, drying and grinding to obtain biology. Porous carbon; (4) Sublimated sulfur was compounded with porous carbon to obtain cathode materials for lithium sulfur batteries. The method is simple in operation, safe and environmental protection, realizes the secondary utilization of waste biomass resources, and saves production costs. The obtained mesoporous carbon materials have ideal specific surface area and pore volume, and excellent conductivity. The carbon-sulfur cathode composite material can effectively improve the volume effect and shuttle effect of sulfur during charging and discharging, and improve the electrochemical performance of the battery.

【技术实现步骤摘要】
一种落叶资源制备锂硫电池正极复合材料的方法
本专利技术涉及一种利用落叶资源制备介孔碳并应用于锂硫电池正极复合材料的方法。
技术介绍
锂离子电池由于具有高能量、低能耗、无公害、无记忆效应以及自放电小、内阻小、性价比高、污染少等优点，在应用中逐步显示出巨大的优势，广泛应用于移动电话、笔记本电脑、摄像机、数码相机、电动汽车、储能、航天等领域。特别是新能源汽车的开发与应用，要求具有高比能量的锂离子电池，而传统的正极材料难以满足能量密度的需要，因此迫切需要开发新型高比容量的锂离子电池正极材料。单质硫作为正极材料，具有理想的理论比容量1675mAh/g，数倍于当下的锂电池正极材料的理论比容量。同时具有高比能量的特点，能更好的满足现今的储能、航天领域的需求，特别是新能源汽车的开发与应用。除此之外，硫元素在地壳中的储量非常丰富，进一步缓解了现今社会的能源危机。而且，硫本身也是属于绿色能源，与当今社会绿色环保的发展理念一致。目前，锂硫电池存在的问题主要有：（1）单质硫是电子绝缘体，无法单独作为正极材料，需要额外的材料复合，改善导电性；（2）单质硫在一次完整的充放电循环过程中，会产生约80%的体积膨胀，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种落叶资源制备锂硫电池正极复合材料的方法，其特征在于制备方法包括以下过程：（1）收集树木落叶并进行简单预处理得到备用原料；（2）按照一定的质量比，使用配置的造孔剂溶液处理前述备用原料后干燥得前躯体；（3）将前驱体放入管式炉中在惰性气体氛围下煅烧，之后洗涤、干燥、研磨即得生物质多孔碳；（4）将升华硫与多孔碳进行复合，得到锂硫电池用正极材料。

【技术特征摘要】
1.一种落叶资源制备锂硫电池正极复合材料的方法，其特征在于制备方法包括以下过程：（1）收集树木落叶并进行简单预处理得到备用原料；（2）按照一定的质量比，使用配置的造孔剂溶液处理前述备用原料后干燥得前躯体；（3）将前驱体放入管式炉中在惰性气体氛围下煅烧，之后洗涤、干燥、研磨即得生物质多孔碳；（4）将升华硫与多孔碳进行复合，得到锂硫电池用正极材料。2.根据权利要求1所述的一种落叶资源制备锂硫电池正极复合材料的方法，其特征在于所述的落叶为梧桐落叶、柳树落叶、杨树落叶等普通落叶。3.根据权利要求1所述的一种落叶资源制备锂硫电池正极复合材料的方法，其特征在于所述的落叶预处理包括用蒸馏水洗净之后，利用甲醇、乙醇、丙酮等易溶于水且易挥发溶剂的一种或几种的混合溶剂，充分浸泡树叶，随后经水浴或恒温箱加热干燥，对树叶进行充分脱水，碾碎后得到备用原料。4.根据权利要求1所述的一种落叶资源制备锂硫电池正极复合材料的方法，其特征在于所述的造孔剂为磷酸、硝酸、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾的一种或几种的混合物，配置的造孔剂溶液的浓度为质量分数20%~70%，溶剂为蒸馏水，造孔剂与备用原料的质量比为2:1~8:1。5.根据权利要求1所述的一种落叶资源制备锂硫电池正极复合材料的方法，其特征在于所述的造孔剂对备用原料的处理方式为恒温水浴、恒温油浴或封装于反应釜中放入恒温干燥箱，处理温度为50~120℃，处理时间为6~48h；造孔剂处理过后的干燥过程在60~90℃恒温水...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷天宇，冯季军，卢芊，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东,37