[發明專利]一種鋰硫電池用花生殼碳/硫復合正極的制備方法

在審

• 申請號: 201811548968.2
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN109860532A
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 胡鵬;李敬發;趙朋;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 蔣廈

1.一種鋰硫電池用花生殼碳/硫復合正極材料，其特征在于：采用花生殼制備生物碳作為載硫材料，負載硫作為鋰硫電池正極材料，該載硫材料具有相互連接的三維網格結構，比表面積達479.7m²·g^-1，具有良好的導電性，能有效抑制多硫化物溶解及電池體積膨脹。

2.根據權利要求1所述的鋰硫電池用花生殼碳/硫復合正極材料，其特征在于：在充放電范圍為1.5～2.8V時，首次放電容量達到1218mAh·g^-1，充放電循環100次時，可逆比容量保持在601mA·g^-1。

3.權利要求1所述的鋰硫電池用花生殼碳/硫復合正極的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)將花生殼洗凈干燥，研磨成碎末，用一定量的強堿水溶液浸泡花生殼碎末；浸泡完成后放入干燥箱中烘干至完全；

2)將步驟1)所得產品放入管式爐中，在惰性氣氛下煅燒，完成后自然冷卻至室溫；將所得產品用一定濃度的HCl溶液中和至弱酸性，接下來用水和乙醇離心洗滌；洗滌后的樣品干燥至完全，得到花生殼生物碳；

3)取一定量制得的花生殼生物碳與硫，首先將硫完全溶解在二硫化碳中，然后將花生碳、乙醇與溶有硫的二硫化碳混合；將混合溶液在磁力攪拌器上攪拌至蒸發完全，收集樣品；

4)在手套箱的氬氣氛圍中，將步驟3)所得樣品裝進高壓釜并密封；取出高壓釜放入箱式爐中煅燒，完成后自然冷卻至室溫，取出釜內樣品，即為花生殼碳/硫復合正極材料。

4.根據權利要求3所述的鋰硫電池用花生殼碳/硫復合正極的制備方法，其特征在于：步驟1)中，所述強堿水溶液為KOH，KOH與花生殼質量比為3:1；花生殼碎末浸泡時間為24h，烘干溫度為90℃。

5.根據權利要求3所述的鋰硫電池用花生殼碳/硫復合正極的制備方法，其特征在于：步驟2)中，所述惰性氣氛為氬氣氣氛，煅燒溫度為700℃，煅燒時間為1h，升溫速率為5℃·min^-1。

6.根據權利要求3所述的鋰硫電池用花生殼碳/硫復合正極的制備方法，其特征在于：步驟2)中，HCl溶液濃度為1mol·L^-1，離心分離速率為5000r/min，離心時間為5min；洗滌后的樣品在90℃干燥至完全。

7.根據權利要求3所述的鋰硫電池用花生殼碳/硫復合正極的制備方法，其特征在于：步驟3)中，花生殼碳與硫的質量比為1:4，二硫化碳與乙醇溶液均為20mL；磁力攪拌器轉速為250r·min^-1。

8.根據權利要求3所述的鋰硫電池用花生殼碳/硫復合正極的制備方法，其特征在于：步驟4)中，煅燒溫度為250℃，保持時間10h，升溫速率5℃·min^-1。

9.采用花生殼制備的生物碳作為鋰硫電池正極載硫材料的應用。