一种硫/碳复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及电极材料技术领域，尤其涉及一种硫/碳复合材料及其制备方法和应用。利用本发明专利技术所述的制备方法制备得到的硫/碳复合材料以空心碳纳米管复合空心碳纳米球的特殊结构作为硫的载体，有效的增强了硫/碳复合材料的导电性，缩短了其作为正极材料在充放电过程中的离子传输路径，加快了电子的传输，提高了电化学的循环稳定性；且所述制备方法简单，成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种硫/碳复合材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及电极材料
，尤其涉及一种硫/碳复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
锂硫电池是目前最有前途的可充电电池之一，已被视为替代当前商用锂离子电池的下一代储能系统。由于其具有1675mA·h·g-1的高理论比容量和2600W·h·kg-1的高能量密度，且成本低，环境友好等优点，引起人们的高度关注。但是，锂硫电池在实际应用的道路上仍然面临着严峻的挑战：(1)由于硫固有的绝缘性质，使其反应动力学缓慢，并且最终放电产物(Li2S)覆盖在活性物质表面降低了硫的利用率；(2)循环过程中由于硫和Li2S密度差而引起的体积变化大(高达80％)，导致电极开裂以及活性物质的消耗；(3)高溶解性多硫化锂扩散引起的穿梭效应，导致容量快速衰减和严重的自放电。为了克服上述问题，科学家们已经做出了各种努力，包括电池结构的设计，载体材料的引入以及固态电解质的开发等。在这些策略中，硫载体材料的设计和制备是最受欢迎的策略，近年来得到了广泛的研究。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种硫/碳复合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硫/碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n将正硅酸四丙酯和混合溶剂进行第一混合，得到第一混合液；/n将间苯二酚、甲醛、聚吡咯管和所述第一混合液进行第二混合，发生水解缩合反应，得到聚吡咯/空心碳纳米球中间产物；所述聚吡咯/空心碳纳米球中间产物包括聚吡咯、二氧化硅和RF聚合层；所述RF聚合层为间苯二酚和甲醛的聚合层；所述二氧化硅和RF聚合层构成核壳结构，所述核壳结构的核为二氧化硅，所述核壳结构的壳为二氧化硅与RF聚合层形成的复合物；所述聚吡咯与所述核壳结构中的RF聚合层复合；/n将所述聚吡咯/空心碳纳米球中间产物进行碳化后，去除SiO

【技术特征摘要】
1.一种硫/碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将正硅酸四丙酯和混合溶剂进行第一混合，得到第一混合液；
将间苯二酚、甲醛、聚吡咯管和所述第一混合液进行第二混合，发生水解缩合反应，得到聚吡咯/空心碳纳米球中间产物；所述聚吡咯/空心碳纳米球中间产物包括聚吡咯、二氧化硅和RF聚合层；所述RF聚合层为间苯二酚和甲醛的聚合层；所述二氧化硅和RF聚合层构成核壳结构，所述核壳结构的核为二氧化硅，所述核壳结构的壳为二氧化硅与RF聚合层形成的复合物；所述聚吡咯与所述核壳结构中的RF聚合层复合；
将所述聚吡咯/空心碳纳米球中间产物进行碳化后，去除SiO2，得到聚吡咯/空心碳纳米球；
将硫粉与所述聚吡咯/空心碳纳米球混合后，进行热处理，得到所述硫/碳复合材料；
所述混合溶剂包括乙醇、氨水和去离子水。


2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氨水的物质的量浓度为9.5～11.1mol/L；
所述乙醇、氨水和去离子水的体积比为(70～210)：(3～9)：(10～30)；
所述正硅酸四丙酯与所述乙醇的体积比为(3～11)：(70～210)。


3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述间苯二酚、甲醛和聚吡咯管的质量比为(0.4～1.2)：(0.6～1.7)：(0.1～0.3)；
所述间苯二酚的质量与所述正硅酸四丙酯的体积比为(0.4～1.2)g：(3～11)mL。...

【专利技术属性】
技术研发人员：任慢慢，钟文，刘震，杨飞，肖亭娇，刘伟良，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学，
类型：发明
国别省市：山东;37