[發明專利]多孔碳球封裝氧化釩異質核殼球結構材料及制備方法、鋰硫電池隔膜和鋰硫電池

有效

• 申請號: 202110226763.8
• 申請日: 2021-03-01
• 公開（公告）號: CN113036311B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 高國華;肖強鳳;梁興;紀明澤;倪潔
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: H01M50/431
• 分類號: H01M50/431;H01M50/443;H01M50/449;H01M50/489;H01M10/052
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 王偉珍

1.一種多孔碳球封裝氧化釩異質核殼球結構材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，將水、乙醇和氨水加入到反應容器中混合，再將正硅酸四乙酯加入到所述反應容器攪拌反應15分鐘，再向所述反應容器中加入間苯二酚和甲醛水溶液攪拌反應，得到碳包覆二氧化硅核殼結構；

步驟2，將所述碳包覆二氧化硅核殼結構置于惰性氣氛中碳化處理后，再將碳化后的所述碳包覆二氧化硅核殼結構加入氫氧化鈉溶液中，攪拌反應得到中空多孔碳球；

步驟3，將偏釩酸銨粉末加入乙醇溶液中攪拌分散，得到混合溶液，再將硝酸溶液加入所述混合溶液中攪拌反應30分鐘，得到氧化釩溶液；

步驟4，將步驟2中得到的所述中空多孔碳球加入所述氧化釩溶液，再對含有所述中空多孔碳球的所述氧化釩溶液超聲處理，得到預制備溶液；

步驟5，將步驟4中得到的所述預制備溶液密封后進行水熱反應，得到多孔碳球封裝氧化釩異質核殼球結構材料，

其中，在步驟4中，偏釩酸銨和乙醇溶液的質量體積比為0.2-0.3：35-45，超聲處理的時間為3h-4h。

2.根據權利要求1所述的多孔碳球封裝氧化釩異質核殼球結構材料的制備方法，其特征在于：

其中，在步驟1中，水、乙醇、氨水、正硅酸四乙酯、間苯二酚和甲醛水溶液的質量比為138.1：25.0：6.8：8.0：1.0：1.5，

在步驟5中，水熱反應的溫度為160℃-200℃，反應時間為12h-24h。

3.根據權利要求1所述的多孔碳球封裝氧化釩異質核殼球結構材料的制備方法，其特征在于：

其中，在步驟2中，所述惰性氣氛為氮氣氣氛或氬氣氣氛。

4.根據權利要求1所述的多孔碳球封裝氧化釩異質核殼球結構材料的制備方法，其特征在于，還包括：

純化步驟，

其中，所述純化步驟的操作為：對所述多孔碳球封裝氧化釩異質核殼球結構材料洗滌并干燥后，得到純化后的所述多孔碳球封裝氧化釩異質核殼球結構材料。

5.根據權利要求4所述的多孔碳球封裝氧化釩異質核殼球結構材料的制備方法，其特征在于：

其中，在純化步驟中，干燥條件為真空，干燥溫度為60℃-120℃，干燥時間為6h-12h。

6.一種多孔碳球封裝氧化釩異質核殼球結構材料，其特征在于，包括：

殼體和內核，

其中，所述殼體由碳元素組成，厚度約為12nm，

所述內核位于所述殼體內，由氧化釩組成，

所述多孔碳球封裝氧化釩異質核殼球結構材料由權利要求1-5中任意一項所述的多孔碳球封裝氧化釩異質核殼球結構材料的制備方法制備得到。

7.一種鋰硫電池隔膜，其特征在于，包括：

隔膜本體和修飾層，

其中，所述修飾層覆蓋在所述隔膜本體的表面，

所述修飾層由權利要求6中所述的多孔碳球封裝氧化釩異質核殼球結構材料組成。

8.一種鋰硫電池，其特征在于，包括：

電池殼、對電極、工作電極、電解液和隔膜，

其中，所述隔膜為權利要求7中所述的鋰硫電池隔膜。