[发明专利]一种多孔道中空碳纳米球复合电极材料的制备方法在审

专利信息
申请号: 201811131775.7 申请日: 2018-09-27
公开(公告)号: CN109461900A 公开(公告)日: 2019-03-12
发明(设计)人: 王克坚;张奎博 申请(专利权)人: 北京长城华冠汽车科技股份有限公司
主分类号: H01M4/36 分类号: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62;H01M10/052
代理公司: 北京工信联合知识产权代理有限公司 11266 代理人: 芦玲玲
地址: 101300 北京市顺义区仁*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 中空碳纳米 多孔道 复合电极材料 制备 缓冲空间 锂硫电池 复合材料 单质硫 锂硫电池正极 导电性 充放电过程 对苯二甲醛 容量保持率 电极结构 对苯二酚 多孔微球 多孔中空 聚合反应 体积变化 空结构 扩散法 熔融 碳球 复合
【权利要求书】:

1.一种多孔道中空碳纳米球复合电极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)室温下,将SiO2模板分散至去离子水和乙醇的混合溶液中,随后加入十六烷基三甲基溴化铵搅拌均匀;将对苯二甲醛和对苯二酚加入上述悬浮液中,继续搅拌一段时间后,加入氨水,持续搅拌一段时间后对产物进行离心、洗涤、并在第一预设温度下干燥一段时间后,将产物以预设升温速率升温至一定温度,碳化一段时间后,刻蚀、离心并洗涤至中性,在第二预设温度下干燥一段时间,制得多孔道中空碳纳米球复合材料;

(2)将所述多孔道中空碳纳米球复合材料和升华硫混合研磨均匀后密封,将混合物在第三预设温度下加热一段时间,最后升温至第四预设温度保温一段时间将外表面的硫蒸发,得到多孔道中空碳纳米球/S复合电极材料。

2.根据权利要求1所述的多孔道中空碳纳米球复合电极材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中,SiO2模板、对苯二甲醛、对苯二酚和氨水的质量比为(1~1.2):(2~3):(2~3):(0.5~0.75)。

3.根据权利要求2所述的多孔道中空碳纳米球复合电极材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中,SiO2模板、对苯二甲醛、对苯二酚和氨水的质量比为1:2:2:0.6。

4.根据权利要求1所述的多孔道中空碳纳米球复合电极材料的制备方法,其特征在于,所述SiO2模板的粒径为(200-400)nm。

5.根据权利要求1所述的多孔道中空碳纳米球复合电极材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中,刻蚀过程所用的刻蚀剂是质量浓度HF水溶液或氢氧化钠的醇水溶液。

6.根据权利要求5所述的多孔道中空碳纳米球复合电极材料的制备方法,其特征在于,所述HF水溶液的浓度为(10-20)wt%;所述氢氧化钠的醇水溶液中,氢氧化钠的浓度为(0.5-1)mol/L,溶剂中乙醇和水的体积比为1:1。

7.根据权利要求1所述的多孔道中空碳纳米球复合电极材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中,多孔中空碳球复合材料和升华硫的质量比为7:(3~3.2)。

8.根据权利要求7所述的多孔道中空碳纳米球复合电极材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中,多孔道中空碳纳米球复合材料和升华硫的质量比为7:3。

9.根据权利要求1所述的多孔道中空碳纳米球复合电极材料的制备方法,其特征在于,

所述第一预设温度为(50~60)℃;预设升温速率为(1-8)℃/min、碳化温度为(600~700)℃、碳化时间为(1-5)h、刻蚀时间为(2-9)h;所述第二预设温度为(50~60)℃;

所述第三预设温度为(140~160)℃、加热时间为(10~14)h;所述第四预设温度为(160~220)℃、所述保温时间为(0.2~1)h。

10.根据权利要求9所述的多孔道中空碳纳米球复合电极材料的制备方法,其特征在于,

所述第一预设温度为(55~60)℃;预设升温速率为(1-5)℃/min、碳化温度为(650~700)℃、碳化时间为(2-4)h、刻蚀时间为(3-8)h;所述第二预设温度为(55~60)℃;

所述第三预设温度为(150~155)℃、加热时间为(10~12)h;所述第四预设温度为(180~200)℃、所述保温时间为(0.4~0.6)h。

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