[發明專利]一種氮硫硼共摻雜碳氣凝膠基硫復合材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110539710.1
• 申請日: 2021-05-18
• 公開（公告）號: CN113471416B
• 公開（公告）日: 2023-09-01
• 發明（設計）人: 張路遙;劉興亮;陳霞;楊茂萍;李道聰
• 申請（專利權）人: 合肥國軒高科動力能源有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/587;H01M4/62;H01M10/052
• 代理公司: 合肥市長遠專利代理事務所(普通合伙) 34119
• 代理人: 余婧

1.一種氮硫硼共摻雜碳氣凝膠基硫復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、將間苯二酚、甲醛、硫源、氮源、硼源和分散劑加入水中，加熱攪拌，得到混合液，加熱攪拌溫度為60~90℃，加熱攪拌時間為24~36h；

S2、將所述混合液過濾后，將得到的濾餅高溫干燥，得到前驅體粉末，高溫干燥溫度為90~120℃，高溫干燥時間為12~24h；

S3、將所述前驅體粉末在高純氮氣氣氛下煅燒，得到氮硫硼共摻雜碳氣凝膠，煅燒溫度為800~1000℃，煅燒時間為2~3h；

S4、將所述氮硫硼共摻雜碳氣凝膠與升華硫混合研磨均勻，在空氣氣氛下燒結，得到孔徑集中在3~4nm的氮硫硼共摻雜碳氣凝膠基硫復合材料；

所述間苯二酚與甲醛的摩爾比為1：（1.5~2.5）；所述間苯二酚與硫源、氮源、硼源、分散劑的摩爾比為1：（0.1~0.5）：（0.1~0.4）：（0.05~0.2）：（0.005~0.01）；

所述硫源為硫脲、十二硫醇或其組合；所述氮源為三聚氰胺、尿素或其組合；所述硼源為硼酸、硼砂或其組合；所述分散劑為十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉中的至少一種。

2.根據權利要求1所述的氮硫硼共摻雜碳氣凝膠基硫復合材料的制備方法，其特征在于，所述氮硫硼共摻雜碳氣凝膠與升華硫的質量比為1：（1.5~2.5）。

3.根據權利要求1所述的氮硫硼共摻雜碳氣凝膠基硫復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟S4中，燒結溫度為160~180℃，燒結時間為10~16h。

4.一種氮硫硼共摻雜碳氣凝膠基硫復合材料，其特征在于，由權利要求1~3任一項所述的制備方法制得。

5.如權利要求4所述的氮硫硼共摻雜碳氣凝膠基硫復合材料作為鋰硫電池正極材料的應用。