[发明专利]一种锂硫电池类石墨烯负载渗碳体颗粒复合正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种锂硫电池类石墨烯负载渗碳体颗粒复合正极材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

1) 惰性气氛下，以木槿花花瓣为碳源进行预碳化，得到生物炭；

2) 将步骤1)制备的生物炭和高铁酸钾在水中分散均匀，搅拌并烘干处理后在惰性气氛下进行煅烧，得到类石墨烯结构的Fe₃C/C复合材料；

3) 将步骤2)制备的Fe₃C/C复合材料和升华硫混合研磨，在真空下采用熔融扩散法制得类石墨烯结构的Fe₃C/C@S复合正极材料；

所述类石墨烯结构的Fe₃C/C@S复合正极材料，由具有类石墨烯结构的Fe₃C/C与单质硫复合而成，所述单质硫分散在Fe₃C/C的孔隙中。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述类石墨烯结构的Fe₃C/C中，Fe₃C含量为10～30wt％。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述类石墨烯结构的Fe₃C/C总比表面积为1400 m²/g～2800 m²/g。

4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于：所述复合正极材料中硫含量为70～85wt％。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1)的木槿花花瓣先用去离子水浸泡12～24h，并进行超声清洗1～2h，置于80℃真空干燥箱中干燥12h。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1)预碳化温度为 300～450℃，升温速率2～10℃/min，预碳化时间2～3h。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤2)中生物炭与高铁酸钾的质量比为1﹕1～1﹕3，搅拌4～8h，置于80℃鼓风干燥箱中干燥12h。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤2)煅烧温度为760～800℃，升温速率为8～15℃/min，时间为2～3h；Fe₃C/C复合材料经水洗、酸洗备用，酸洗溶液采用稀盐酸或乙酸。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤3)所述熔融扩散法的具体过程为：将Fe₃C/C和升华硫按质量比1﹕6～3﹕7混合研磨后放入反应釜中并抽真空，将反应釜转移到马弗炉中，熔融温度为150～165℃，升温速率为2～5℃/min，保温时间为4～12h，即得类石墨烯结构的Fe₃C/C@S复合正极材料。