一种载硫层状杨木炭/聚苯胺复合正极材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开提供了一种用于锂硫电池正极的载硫层状杨木炭/聚苯胺复合材料及其制备方法，属于锂硫电池领域。通过对甲苯磺酸催化杨木纤维碳化获得表面具有含氧官能团的三维载硫层状杨木炭材料；通过原位聚合在载硫层状杨木炭表面生成聚苯胺；通过硫单质的升华沉积，在表面氧官能团的作用下，将硫分布在三维多孔碳表面。所获得的载硫层状杨木炭/聚苯胺复合材料作为锂硫电池正极材料具有制备工艺简便，较高比容量(约830.96mAhg

【技术实现步骤摘要】
一种载硫层状杨木炭/聚苯胺复合正极材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于生物质炭材料制备
，涉及一种生物质层状炭正极材料及其制备方法，具体涉及一种用于锂硫电池正极的载硫层状杨木炭/聚苯胺复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]人们发现硫在自然界中含量丰富，利用硫作为锂电池正极材料具有环保、价格低廉等优点，同时锂硫电池具有优异的理论比容量(1675mAhg
‑1)、能量密度(2600Whkg
‑1)等优点。这使得锂硫电池逐渐成为新一代高能量密度清洁储能装置的研究热点。然而锂硫电池循环过程中的体积膨胀(～80％)、多硫化物溶解以及可溶性多硫化物穿梭效应阻碍了Li
‑
S电池的商业化应用。
[0003]常见的锂硫电池传统正极材料包括多孔碳、碳纳米管、碳纤维或石墨烯等，由于能量密度低和储电机制单一而限制了上述双电层材料的试剂应用。因此，如何利用双电层电容和赝电容材料制备具有协同效应的复合电极材料，用以提高电池的整体电化学性能是目前亟待解决的技术难题。
专利技术内容
[000本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种载硫层状杨木炭/聚苯胺复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述方法具体包括如下步骤：(1)将杨木片浸没于对甲苯磺酸溶液中，水浴加热，随后水洗并超声清洗，备用；(2)在经步骤(1)处理后的杨木纤维中加入对甲苯磺酸和去离子水，于反应釜中碳化，随后经透析、超声与冻干得到载硫层状杨木炭，备用；(3)将经步骤(2)处理后的载硫层状杨木炭超声分散在盐酸中，分别滴加苯胺和过硫酸铵溶液，在载硫层状杨木炭表面原位聚合形成聚苯胺，随后经去离子水和乙醇清洗，冻干，得到载硫层状杨木炭/聚苯胺复合材料，备用；(4)将硫单质、经步骤(3)制备的载硫层状杨木炭/聚苯胺复合材料除去水分后，在反应釜中氮气气氛下反应，随后加热，制得所述载硫层状杨木炭/聚苯胺复合正极材料。2.根据权利要求1所述的一种载硫层状杨木炭/聚苯胺复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)还可替换为：将经步骤(2)处理后的载硫层状杨木炭与聚苯胺混合研磨，得到载硫层状杨木炭/聚苯胺复合材料。3.根据权利要求1所述的一种载硫层状杨木炭/聚苯胺复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的水浴加热温度为70～90℃，水浴加热时间为5～7h。4.根据权利要求1所述的一种载硫层状杨木炭/聚苯胺复合正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，在1g处理后的杨木纤维中加入体积比为1:15～1:25的对甲苯磺酸和去离子水，并在180～240℃反应釜中碳化8～12h，所述载硫层状杨木炭表面含有硫氧官能团。5.根据权利要求1所述的一种载硫层状...

【专利技术属性】
技术研发人员：马艳丽，石嬴，贾中雅，赵佳萌，李林泽，潘浩然，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：发明
国别省市：