一种硫/碳气凝胶复合材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种硫/碳气凝胶复合材料的制备方法，先制备得到OCNF分散液；将OCNF分散液置于盐酸氛围中，密闭条件下静置6～36h，随后取出凝胶，经过有机溶剂置换，冷冻干燥得到OCNF气凝胶；在Ar条件下碳化获得碳气凝胶；将升华硫与碳气凝胶充分研磨混合，在Ar条件下120～200℃预处理使升华硫熔融并充分与碳纤维接触，再升温至250～400℃使硫升华，自然冷却使硫蒸汽冷凝吸附在碳纤维上，得到S/C气凝胶复合材料。本发提供一种新的多孔碳纤维负载单质硫的正极材料制备方法，所得硫/碳气凝胶复合材料具有高比容量和良好的循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种硫/碳气凝胶复合材料的制备方法
本专利技术属于材料
，具体涉及一种硫/碳气凝胶复合材料的制备方法。
技术介绍
储能技术的需求由于其在电动汽车和智能电网中的未来应用而继续增长。基于插层机制的锂离子电池(LIB)在商业上可行的储能技术中具有最高的能量密度，但正接近理论能量密度的局限性。因此，研究开发高能量密度和成本有效的电池以替代现有的锂离子电池的事情迫在眉睫。在各种电池中，锂硫(Li-S)电池因其理论能量高(2600Whkg-1)，比容量高(1675mAhg-1)而备受学术界和全球储能市场的关注。此外，硫还具有明显的优势，如成本效益，环境友好性和丰富的自然资源，使其成为下一代可充电电池的有前途的候选者。但是，关于S阴极存在一些关键问题，因为电导率低，溶解度低以及反应中间体(Li2Sx，4<x≤8)易于扩散到电解质中导致活性物质从阴极连续损失和穿梭效果。循环中硫的高体积膨胀破坏了结构。这些限制归因于容量衰减，库仑效率低和循环稳定性差，这阻碍了锂硫电池的实际应用。为了解决这些挑战，已经开发了新兴的阴极结构和组成。在各种阴极设计本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硫/碳气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：/n(1)纳米纤维素(OCNF)分散液的制备/n将不可直接交联生物质高分子、TEMPO、NaBr加入去离子水中并搅拌均匀，加入NaClO，在NaOH滴定下调节pH在7.5～13之间反应，充分反应后再加入NaBH

【技术特征摘要】
1.一种硫/碳气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)纳米纤维素(OCNF)分散液的制备
将不可直接交联生物质高分子、TEMPO、NaBr加入去离子水中并搅拌均匀，加入NaClO，在NaOH滴定下调节pH在7.5～13之间反应，充分反应后再加入NaBH4还原或NaClO2氧化残留的醛基，反应完成后抽滤洗涤至中性，加入去离子水分散处理后得到OCNF分散液；
(2)OCNF气凝胶的制备
将OCNF分散液置于盐酸氛围中，密闭条件下静置6～36h，随后取出凝胶，经过有机溶剂置换，置于冻干机中冷冻干燥，得到OCNF气凝胶；
(3)S/C气凝胶复合材料的制备
将所得的OCNF气凝胶置于管式炉中，在Ar条件下碳化获得碳气凝胶；将升华硫与碳气凝胶充分研磨混合，在Ar条件下120～200℃预处理使升华硫熔融并充分与碳纤维接触，再升温至250～400℃使硫升华，自然冷却使硫蒸汽冷凝吸附在碳纤维上，得到S/C气凝胶复合材料。


2.如权利要求1所述硫/碳气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于步骤(1)中TEMPO、不可直接交联生物质高分子、NaBr、NaClO、NaBH4质量比为1:(10～100):(20～100):(20～100):(20～100)。
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【专利技术属性】
技术研发人员：杨全岭，陈吉思，石竹群，刘妍，熊传溪，胡洋，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42