[发明专利]利用蛋白质制备硫电池阳极的方法

说明书

本发明公开的利用蛋白质制备硫电池阳极的方法，具体为：步骤1、分别称取鸡蛋清、淀粉及碱性明矾水，将称取的物料混合形成糊状混合料；步骤2、将经步骤1得到的糊状混合料烘干得到块状物；步骤3、将经步骤2得到的块状物放入通有氮气的烧结炉中进行煅烧处理得到粉体；步骤4、将经步骤3得到的粉末与升华硫混合后进行研磨处理，得到混合粉末，将混合粉末进行加热，得到载硫C‑N粉末；步骤5、将经步骤4得到的载硫C‑N粉末与导电剂、粘结剂混合，形成混合材料，再将混合材料进行压片处理，得到硫电池阳极。本发明的方法制备出的阳极中含有网状的碳氮结构，能使电池容量变大、充放电容易且能增加电池的使用寿命。

技术领域

本发明属于电池材料制备技术领域，具体涉及一种利用蛋白质制备硫电池阳极的方法。

背景技术

硫电池具有制造成本低、电池容量大、环境友好、使用温度范围宽且安全性相对较高的优点，是最有潜力的商用电池。但硫电池的阳极中，由于硫的电导率较低，容易产生中间化合物，使硫的利用低，硫与硫化合物的体积密度差异大，容易产生膨胀，使电池稳定性差。

为此人们利用多孔材料，如：碳纳米材料、石墨烯、碳氮材料来提高载硫量及电极的导电性；还通过降低电极的密度和渗氮，解决硫电池阳极的膨胀问题及导电性，提高反应界面和反应速率等问题。

现有技术中虽然对碳材料渗硫的研究较多，但由于渗氮工艺的碳氮比难以控制，多孔材料的孔隙率难以制备较小，使硫电池的研究仅处于试验阶段，无法达到商用要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用蛋白质制备硫电池阳极的方法，制备出的阳极中含有网状的碳氮结构，能使电池容量变大、充放电容易且能增加电池的使用寿命。

本发明所采用的技术方案是，利用蛋白质制备硫电池阳极的方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、按质量比为1～3：0.5～1.5：1分别称取鸡蛋清、淀粉及碱性明矾水，将称取的鸡蛋清、淀粉及碱性明矾水混合在一起，形成糊状混合料；

步骤2、将经步骤1得到的糊状混合料烘干，得到块状物；

步骤3、将经步骤2得到的块状物放入通有氮气的烧结炉中进行煅烧处理，得到粉体；

步骤4、将经步骤3得到的粉末与升华硫混合后进行研磨处理，得到混合粉末，将得到的混合粉末进行加热处理，得到载硫C-N粉末；

步骤5、将经步骤4得到的载硫C-N粉末与导电剂、粘结剂混合，形成混合材料，再将混合材料进行压片处理，得到硫电池阳极。

本发明的特点还在于：

步骤1中碱性明矾水的制备方法如下：

将明矾溶解于蒸馏水配制成明矾水，其中每升蒸馏水中添加15g～25g明矾；用NaOH调节明矾水pH值至10为止。

在步骤2的烘干过程中：烘干温度控制为90℃～110℃，烘干时间控制为20min～60min。

在步骤3的煅烧过程中：氮气压强为0.11MPa～0.12MPa，烧结温度为800℃～850℃，烧结时间为3.5h～4h。

步骤4具体按照以下步骤实施：

步骤4.1、按质量比为1：0.55～0.65分别称取经步骤3得到的粉末、升华硫；

步骤4.2、将经步骤4.1称取的粉末和升华硫混合，形成混合物料，对混合物料进行研磨处理，得到平均粒径为50μm～80μm混合粉末；

步骤4.3、将经步骤4.2得到的混合粉末添加到水热釜中，于封闭条件下加热0.5h～1.5h，温度控制在150℃～160℃，得到载硫C-N粉末。