[发明专利]一种毛线球状碳/硫复合微球材料的制备方法及锂硫电池

权利要求书

1.一种毛线球状碳/硫复合微球材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.将纤维状碳前驱体与粘结剂按2～4：1混合，先进行剪切式搅拌使其均匀分散，然后加入溶剂中，进行超声分散，得均匀混合溶液；

S2.采用静电纺丝技术将步骤S1得到的混合溶液制备得到毛线球状碳前驱体微球，所述静电纺丝技术为：先将混合溶液装入注射器中，所述注射器的喷头内径为0.5mm～5mm，将注射器固定在支架上，喷头对准圆形接收板，所述喷头与圆形接收板的距离为5～20cm，所述圆形接收板以5～20r/min的速度旋转，采用直流高电压下进行纺丝，限定为采用电压40～60KV，所述喷头接正极，圆形接收板接负极，横向、纵向和斜向纺丝速度为2～50cm/min，纺丝方式为交替纺丝，然后在惰性气体氛围下进行炭化处理，得到毛线球状碳微球；

S3.将步骤S2得到的毛线球状碳微球与单质硫混合在100～250℃下进行热处理，得到碳/硫复合微球；

其中，步骤S1中溶剂为去离子水、苯、甲苯、二甲苯、丙酮、四氢呋喃、N-甲基吡咯烷酮、乙氰、乙醇中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述毛线球状碳/硫复合微球材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述纤维状碳前驱体选自碳纳米纤维、棉花、蒲公英、木棉花、柳絮、杨絮、水葫芦、菖蒲中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述毛线球状碳/硫复合微球材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述粘结剂选自淀粉、糊精、沥青、聚氨酯、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、乙烯—醋酸乙烯共聚物、醋酸乙烯树脂、丙烯酸树脂、氯化橡胶、脲醛树脂、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、酚醛树脂、环氧树脂、羧甲基纤维素中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述毛线球状碳/硫复合微球材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中剪切式搅拌时间为3～18小时。

5.根据权利要求1所述毛线球状碳/硫复合微球材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中炭化温度为600～750℃，炭化保温时间为2～3小时。

6.根据权利要求1所述毛线球状碳/硫复合微球材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中惰性气体为氮气、氩气、氦气中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述毛线球状碳/硫复合微球材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中毛线球状碳微球与单质硫是按2:4～3:1的质量比例混合后进行热处理。

8.一种权利要求1～7任一项所述毛线球状碳/硫复合微球材料的制备方法制备得到的毛线球状碳/硫复合微球材料，其特征在于，步骤S3所述制备的碳/硫复合微球的直径为0.1～5um。

9.一种锂硫电池，其特征在于，所述锂硫电池使用如权利要求8所述的毛线球状碳/硫复合微球材料作为电池的正极材料。