硼／氮双掺杂多孔碳纳米片及其锂硫电池正极材料制造技术

本发明专利技术提供了一种硼/氮双掺杂多孔碳纳米片及其锂硫电池正极材料。在该技术方案中，先以尿素、硼酸、聚乙二醇为原料，经高温碳化，制备硼/氮双掺杂多孔碳纳米片，制备的硼/氮双掺杂多孔碳纳米片表现出类石墨烯的二维薄片结构，具有较高的比表面积、丰富的微孔和介孔；在此基础上，以硼/氮双掺杂多孔碳纳米片为载体，通过熔融扩散法制备了不同硫含量的正极材料。本发明专利技术所述的锂硫电池正极材料中，硼/氮双掺杂多孔碳纳米片独特的二维结构利于促进电子快速转移，缓解硫电极体积膨胀，而且硼/氮掺杂原子对多硫化锂具有较强的路易斯酸碱作用，可有效抑制电极的穿梭效应，从而表现出较高的比容量和优异的循环性能。

Boron / nitrogen double doped porous carbon nano sheet and its cathode materials for lithium sulfur battery

【技术实现步骤摘要】
硼/氮双掺杂多孔碳纳米片及其锂硫电池正极材料
本专利技术涉及新能源材料
，具体涉及一种硼/氮双掺杂多孔碳纳米片及其锂硫电池正极材料。
技术介绍
近年来，新能源汽车产业在我国不断发展，对动力电池能量密度提出了更高的要求。发展新型高能量密度二次电池体系成为关键。锂硫电池是以硫为正极、金属锂为负极构建的二次电池，其理论能量密度可达2600Wh/kg，远高于商品化锂离子电池的能量密度，被认为是下一代动力电池的备选之一。然而，受限于硫的绝缘性、反应过程中电极材料的体积膨胀以及多硫化锂的溶解及穿梭等问题，锂硫电池的实际容量偏低，循环性能和倍率性能较差。因此，提高硫正极的导电性和抑制体系穿梭效应，成为改善锂硫电池电化学性能的关键。将硫负载到碳材料中构建硫/碳复合材料是一种行之有效的改性手段。碳材料具有优良的导电性和丰富的孔结构，不仅利于硫活性物质的均匀分散，还可将硫活性物质限制在孔内，作为硫载体材料可显著提高硫电极的比容量。其中，二维碳材料(如石墨烯)受益于其二维结构的特性，能够加快电子转移，缓解体积膨胀，对锂硫电池性能改善意义重大。然而，碳材本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.硼/氮双掺杂多孔碳纳米片，其特征在于是由以下方法制备的：将尿素、硼酸、聚乙二醇和去离子水混合，得到水凝胶；经蒸发干燥得到白色粉末；将所述白色粉末经高温碳化，得到所述硼/氮双掺杂多孔碳纳米片。/n

【技术特征摘要】
1.硼/氮双掺杂多孔碳纳米片，其特征在于是由以下方法制备的：将尿素、硼酸、聚乙二醇和去离子水混合，得到水凝胶；经蒸发干燥得到白色粉末；将所述白色粉末经高温碳化，得到所述硼/氮双掺杂多孔碳纳米片。


2.根据权利要求1所述的硼/氮双掺杂多孔碳纳米片，其特征在于尿素、硼酸、聚乙二醇三者的摩尔比为64:1～3:0.2。


3.根据权利要求1所述的硼/氮双掺杂多孔碳纳米片，其特征在于所述碳化的过程是在氩气气氛下进行的，碳化温度为700～1000℃，升温速率为2～10℃/min，碳化时间为2h。


4.锂硫电池正极材料，其特征在于是由以下方法制备的：
1)将尿素、硼酸、聚乙二醇和去离子水混合，得到水凝胶；经蒸发干燥得到白色粉末；将所述白色粉末经高温碳化，得到所述硼/氮双掺杂...

【专利技术属性】
技术研发人员：张泽，熊冬根，杨震宇，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：江西;36