一种多孔碳复合材料、柔性电极及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种多孔碳复合材料、柔性电极及其制备方法和应用。本发明专利技术多孔碳复合材料的制备方法包括以下步骤：先将聚丙烯腈纳米纤维与碳纳米管复合形成复合材料，碳化处理得复合碳材料，然后将其与磷酸盐混合后进行第一次煅烧得磷氧掺杂材料，再与硫脲混合后进行第二次煅烧，即得多孔碳复合材料。本发明专利技术将聚丙烯腈纤维与碳纳米管相结合形成复合材料并通过高温碳化处理形成不同大小的孔结构，不仅可以增大复合材料的比表面积以负载更多的硫单质，而且能够促进电解液浸润以及促进离子传输；而磷氧双掺杂和硫氮共掺杂可使得多孔碳复合材料具备丰富的活性位点和富氧缺陷。将该多孔碳复合材料应用于锂硫电池时，可提高锂硫电池的容量和循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电极，更具体地，涉及一种多孔碳复合材料、柔性电极及其制备方法和应用。

技术介绍

1、相较于传统锂离子电池，锂硫电池的能量密度更高，其理论比容量和理论比能量分别可以达到1675mah/g和2600wh/kg。然而锂多硫化物易溶解于电解液，以及硫单质和硫化锂在充放电过程中所产生的体积效应等问题，使得锂硫电池难以达到其理论能量密度。

2、目前，增加电极的厚度是提升锂硫电池的实际能量密度最简单有效的方法之一，对锂硫电池的实际能量密度具有明显的改善效果。然而，在实际应用过程过程中发现，随着电极厚度的增加，同时也会导致电极内部的空隙减少，使得电解液的浸润性更差，而且还会增加曲折度，使得电极内部的离子传输途径增大，从而导致锂硫电池的倍率性能和循环稳定较差。

3、相较于其他碳材料，碳纳米管是一维纳米材料，不仅具备比较大的纵横比，还具有稳定的化学性质、高导电性以及微观结构的粗糙表面，能够在3d空间中形成网络结构，将其与硫单质相结合后有利于提高硫的负载量，从而降低厚电极对锂硫电池性能的影响。

4、例如，现有技术中公开了一种超高本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种多孔碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，S2中所述复合碳材料与磷酸盐的质量比为1:(1～10)；所述硫脲与磷氧掺杂材料的质量比为1:(1～10)。

3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，S1中所述聚丙烯腈纳米纤维与碳纳米管的质量比为(0.1～1):1。

4.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，S1中所述聚丙烯腈纳米纤维的平均直径为1～200nm。

5.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，S1中所述碳化处理的温度为1000～1200℃，碳化处理的时间为2～4h。<...

【技术特征摘要】

1.一种多孔碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，s2中所述复合碳材料与磷酸盐的质量比为1:(1～10)；所述硫脲与磷氧掺杂材料的质量比为1:(1～10)。

3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，s1中所述聚丙烯腈纳米纤维与碳纳米管的质量比为(0.1～1):1。

4.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，s1中所述聚丙烯腈纳米纤维的平均直径为1～200nm。

5.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，s1中所述碳化处理的温度为1000～1200℃，碳化处理的时间为2～4h。

【专利技术属性】
技术研发人员：刘全兵，冯惠妍，蔡慧，陈振宇，张成智，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：