[發明專利]一種氮摻雜多孔碳的鋰硫電池正極活性材料及制備方法

在審

• 申請號: 202011488428.7
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112615003A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 王瑛
• 申請（專利權）人: 王瑛
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/38;H01M10/052
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種氮摻雜多孔碳的鋰硫電池正極活性材料，其特征在于：所述氮摻雜多孔碳的鋰硫電池正極活性材料制備方法如下所示：

(1)向二氯甲烷溶劑中加入聚苯乙烯微球，在超聲分散儀中超聲直至分散均勻，再加入氯乙酰氯和催化劑AlCl₃，在室溫下反應2-6h，制備得到氯乙?；郾揭蚁┪⑶颍?/p>

(2)向N,N-二甲基甲酰胺溶劑中加入氯乙?；郾揭蚁┪⑶颍瑪嚢枞苊?-4h，再加入三聚氰胺，加熱至40-60℃，反應6-12h，制備得到三聚氰胺接枝聚苯乙烯；

(3)向二氯甲烷溶劑中加入三聚氰胺接枝聚苯乙烯和交聯劑AlCl₃，超聲分散均勻后攪拌溶脹10-20h，加熱至60-80℃，反應15-30h，制備得到超交聯聚苯乙烯多孔微球；

(4)將超交聯聚苯乙烯多孔微球和氫氧化鉀混合均勻，置于電阻爐中進行碳化處理，制備得到氮摻雜多孔碳的鋰硫電池正極活性材料；

(5)將質量比為25-35:100的氮摻雜多孔碳和升華硫混合均勻，置于反應釜中，加熱至150-160℃，保溫10-15h，制備得到硫負載氮摻雜多孔碳的鋰硫電池正極材料。

2.根據權利要求1所述的一種氮摻雜多孔碳的鋰硫電池正極活性材料，其特征在于：所述步驟(1)中的超聲分散儀包括超聲裝置，超聲裝置下方設置有超聲探頭，超聲分散儀內部設置有水浴槽，水浴槽下方設置有加熱片，水浴槽下方固定連接有支撐桿，支撐桿與滑軌活動連接，滑軌活動連接有滑輪，滑輪載物板活動連接，載物板上方設置有反應瓶。

3.根據權利要求1所述的一種氮摻雜多孔碳的鋰硫電池正極活性材料，其特征在于：所述步驟(1)中的聚苯乙烯微球、氯乙酰氯和催化劑AlCl₃的質量比為100:25-35:25-35。

4.根據權利要求1所述的一種氮摻雜多孔碳的鋰硫電池正極活性材料，其特征在于：所述步驟(2)中的氯乙?；郾揭蚁┪⑶蚝腿矍璋返馁|量比為100:5-10。

5.根據權利要求1所述的一種氮摻雜多孔碳的鋰硫電池正極活性材料，其特征在于：所述步驟(3)中的三聚氰胺接枝聚苯乙烯和交聯劑AlCl₃的質量比為10:40-60。

6.根據權利要求1所述的一種氮摻雜多孔碳的鋰硫電池正極活性材料，其特征在于：所述步驟(4)中的超交聯聚苯乙烯多孔微球和氫氧化鉀的質量比為10:25-35。

7.根據權利要求1所述的一種氮摻雜多孔碳的鋰硫電池正極活性材料，其特征在于：所述步驟(4)中的碳化處理為氮氣氛圍，溫度為650-750℃，碳化2-4h。