一种碳包覆空心核壳纳米硫柔性正极及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种碳包覆空心核壳纳米硫柔性正极及其制备方法和应用，方法包括如下步骤：步骤1、将导电柔性基质预处理后，浸泡于超纯水中待用；步骤2、按照摩尔比1：1，将含碳硫键的有机硫化合物和氢氧化钠先后溶解于超纯水，搅拌，配制出浓度为0.01～1mol/L的电解液；步骤3、将浸泡于超纯水中导电柔性基质捞出，作为工作电极和参比电极，将工作电极和参比电极浸入电解液，于静置状态下，采用两电极体系，进行电沉积；步骤4、电沉积结束后，将工作电极清洗、干燥，得到碳包覆空心核壳纳米硫柔性正极，不仅制备工艺简单，而且得到的硫正极结构稳定，减少了电池冗余质量，提高了电池的能量密度和循环性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及硫正极，具体是一种碳包覆空心核壳纳米硫柔性正极及其制备方法和应用。

技术介绍

1、硫单质作为活性物质，在锂硫电池、钠硫电池以及锌硫电池中均表现高理论比容量和适宜充放电平台等优点，由于硫储量丰富，将其作为电池正极材料具有天然的低成本优势，锂/钠/锌硫电池被认为是下一代最有前景的储能器件之一，受到了各国研究人员的广泛关注。

2、但是，硫正极目前仍存在如下问题，包括：首先，单质硫在电化学反应过程中生成的多硫化物不导电，且单质硫在充放电过程中会产生较大的体积变化，造成电池倍率性能差，电极结构发生破坏；其次，中间产物多硫化物存在“穿梭效应”，严重降低硫的利用率，造成活性物质流失以及电池性能恶化。针对上述问题，常见的解决思路是将硫单质与碳材料、或具有催化活性的金属化合物作为增强相进行复合，提升电极材料的导电性，利用增强相的包覆作用限制锂化反应过程中的体积膨胀，捕获可溶性多硫化物抑制硫穿梭，加速硫氧化还原反应动力学。

3、目前，将硫单质与增强相进行复合的方法包括两步，其中：第一步制备出具有特殊形貌结构的载体，包括碳材料载体和金属化合本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种碳包覆空心核壳纳米硫柔性正极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的碳包覆空心核壳纳米硫柔性正极的制备方法，其特征在于，所述步骤1的导电柔性基质为泡沫镍、泡沫铜、不锈钢网、碳布、碳毡或碳纸。

3.根据权利要求2所述的碳包覆空心核壳纳米硫柔性正极的制备方法，其特征在于，所述步骤1的预处理过程为：

4.根据权利要求2所述的碳包覆空心核壳纳米硫柔性正极的制备方法，其特征在于，所述步骤2的含碳硫键的有机硫化合物为硫代乙酰胺、硫代乙酸钾、硫代甘油或硫脲。

5.根据权利要求1所述的碳包覆空心核壳纳米硫柔性正极的制备方法，...

【技术特征摘要】

1.一种碳包覆空心核壳纳米硫柔性正极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的碳包覆空心核壳纳米硫柔性正极的制备方法，其特征在于，所述步骤1的导电柔性基质为泡沫镍、泡沫铜、不锈钢网、碳布、碳毡或碳纸。

3.根据权利要求2所述的碳包覆空心核壳纳米硫柔性正极的制备方法，其特征在于，所述步骤1的预处理过程为：

4.根据权利要求2所述的碳包覆空心核壳纳米硫柔性正极的制备方法，其特征在于，所述步骤2的含碳硫键的有机硫化合物为硫代乙酰胺、硫代乙酸钾、硫代甘油或硫脲。

5.根据权利要求1所述的碳包覆空心核壳纳米硫柔性正极的制备方法，其特征在于，所述步骤2的电解液浓度为0.01～0.1mol/l。

6.根据权利要求1所述的碳包覆空心核壳纳米硫柔性正极的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，寇领江，宋佳佳，艾桃桃，李文虎，
申请(专利权)人：陕西理工大学，
类型：发明
国别省市：