[發明專利]一種氮摻雜碳氣凝膠-硫復合電極及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202010464389.0
• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN111785939A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 裴波;代化;賈子陽;張洪章;張華民;李先鋒
• 申請（專利權）人: 武漢船用電力推進裝置研究所（中國船舶重工集團公司第七一二研究所）;中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62;H01M10/052
• 代理公司: 武漢凌達知識產權事務所(特殊普通合伙) 42221
• 代理人: 劉念濤;宋國榮

1.一種氮摻雜碳氣凝膠-硫復合電極，其特征在于：由氮摻雜碳氣凝膠和硫組成，其中氮摻雜碳氣凝膠占總質量的10～60%，硫占總質量的40～90%。

2.根據權利要求1所述的一種氮摻雜碳氣凝膠-硫復合電極，其特征在于，氮摻雜碳氣凝膠占總質量的20～40%，硫占總質量的60～80%。

3.一種如權利要求1所述氮摻雜碳氣凝膠-硫復合電極的制備方法，其特征在于，步驟如下

（1）將細菌纖維素浸泡在飽和三聚氰胺溶液中攪拌；

（2）將充分吸收三聚氰胺后的細菌纖維素撈出置于燒杯里在液氮環境中進行冷凍半小時，然后轉移到凍干機中進行冷凍干燥；

（3）將凍干的產物置于管式爐中，進行高溫碳化，最后自然冷卻到室溫，得到直徑40～60納米、纖維交聯形成的三維網狀氮摻雜碳氣凝膠；

（4）將氮摻雜碳氣凝膠置于瓷舟中，用硫的二硫化碳溶液浸潤，再進行熔融充硫，使硫分布均勻得到氮摻雜碳氣凝膠-硫復合電極。

4.根據權利要求3所述的一種氮摻雜碳氣凝膠-硫復合電極的制備方法，其特征在于，所述的細菌纖維素為直徑40～60納米的碳纖維交聯形成的三維網狀氣凝膠。

5.根據權利要求3所述的一種氮摻雜碳氣凝膠-硫復合電極的制備方法，其特征在于，所述步驟（3）是在氮氣或氬氣氣氛中升溫至500～900℃并保溫2h，再升溫至800℃并保溫4h，之后降溫至500℃保溫2h。

6.根據權利要求1所述的一種氮摻雜碳氣凝膠-硫復合電極的制備方法，其特征在于，所述的步驟（4）是待二硫化碳揮發后在氮氣或氬氣氣氛下155℃保溫12h。

7.一種如權利要求1所述的氮摻雜碳氣凝膠-硫復合電極用于鋰硫二次電池。