[發(fā)明專利]碳硫復(fù)合物的制備方法、由此制備的碳硫復(fù)合物及包含其的電化學(xué)裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380023341.4
• 申請日: 2013-05-02
• 公開（公告）號: CN104272504A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宣良國;李東柱;樸主源
• 申請（專利權(quán)）人: 漢陽大學(xué)校產(chǎn)學(xué)協(xié)力團(tuán)
• 主分類號: H01M4/04
• 分類號: H01M4/04;H01M4/583;H01M4/38;H01M10/36
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 臧建明

1.一種碳硫復(fù)合物的制備方法，所述方法包括以下步驟：

生成有機(jī)硅微細(xì)顆粒；

將所述有機(jī)硅微細(xì)顆粒和碳前驅(qū)體混合并進(jìn)行水熱反應(yīng)，從而形成懸濁液；

干燥所述懸濁液后在惰性氣體氛圍下進(jìn)行熱處理；

將所述熱處理顆粒浸漬到蝕刻溶液中而除去內(nèi)部硅；

通過熱處理所述內(nèi)部硅溶解的有機(jī)硅微細(xì)顆粒，從而制備中空碳顆粒；及

使硫填充到所述中空碳顆粒中。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳硫復(fù)合物的制備方法，其特征在于：

在生成所述有機(jī)硅微細(xì)顆粒的步驟中，在溶劑中添加有機(jī)硅和堿性催化劑實施有機(jī)硅縮聚反應(yīng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的碳硫復(fù)合物的制備方法，其特征在于：

所述有機(jī)硅選自由以下組成的組：3-疏丙基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-環(huán)氧丙基三甲氧基硅烷、(3-三甲氧基硅烷基)丙基甲基丙烯酸酯、3-疏丙基三甲氧基硅烷和(3-三甲氧基硅烷基)丙基異氰酸酯。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的碳硫復(fù)合物的制備方法，其特征在于：

所述溶劑選自由水、醇和其混合物組成的組。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的碳硫復(fù)合物的制備方法，其特征在于：

所述堿性溶劑是含有氨基和羥基的化合物或者其水溶液，選自由氨水、氫氧化鈉、烷基胺和其混合物組成的組。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳硫復(fù)合物的制備方法，其特征在于：

所述蝕刻溶液使用HF溶液、HF和NaOH的混合溶液或者HF和KOH的混合溶液。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳硫復(fù)合物的制備方法，其特征在于：

基于1重量份的所述碳硫復(fù)合物計，以0.1至2.0重量份的比例使用所述蝕刻溶液進(jìn)行蝕刻。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳硫復(fù)合物的制備方法，其特征在于：

所述碳前驅(qū)體選自由蔗糖、葡萄糖和木糖組成的組。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳硫復(fù)合物的制備方法，其特征在于：

在使硫填充到所述中空碳顆粒的步驟中，將所述中空碳顆粒和硫分離收容于反應(yīng)器內(nèi)，在真空狀態(tài)下進(jìn)行升溫和熱處理，使得硫填充到中空碳顆粒的內(nèi)部。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的碳硫復(fù)合物的制備方法，其特征在于：

在將所述中空碳顆粒和硫分離收容于反應(yīng)器內(nèi)的步驟中，基于100重量份的所述中空碳顆粒計，所述硫以50至300重量份的比例分離收容于反應(yīng)器內(nèi)。

11.一種碳硫復(fù)合物，通過權(quán)利要求1至10中任一項所述制備方法制備。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的碳硫復(fù)合物，其特征在于：

所述碳硫復(fù)合物內(nèi)部包含中空，基于100重量份的所述碳硫復(fù)合物計，在所述內(nèi)部中空包含50至60重量份比例的硫。

13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的碳硫復(fù)合物，其特征在于：

所述碳硫復(fù)合物的直徑為50nm至1μm。

14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的碳硫復(fù)合物，其特征在于：

所述碳硫復(fù)合物在熱重分析中具有兩個重量損失溫度。

15.一種電化學(xué)裝置，包含權(quán)利要求11所述的碳硫復(fù)合物。

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電化學(xué)裝置，其特征在于：

所述電化學(xué)裝置是包含四乙二醇二甲醚和多硫化鋰作為電解質(zhì)的鋰硫電池。