[发明专利]一种碳包覆管状埃洛石负载硫活性材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种碳包覆管状埃洛石负载硫活性材料及其制备方法，方法包括将埃洛石与硫酸溶液混合后搅拌、离心、干燥，得到酸化埃洛石，将酸化埃洛石与氢氧化锂溶液混合后搅拌、离心、干燥，得到锂化埃洛石，将锂化埃洛石与盐酸多巴胺溶于去离子水，加入三羟甲基氨基甲烷后搅拌、离心、干燥、煅烧，得到碳包覆锂化管状埃洛石粉体材料，将碳包覆锂化管状埃洛石粉体材料与升华硫混合、研磨、煅烧，得到碳包覆管状埃洛石负载硫活性材料，该材料够有效将多硫化物吸附在其材料内部，减缓多硫化物的穿梭效应,可以诱导硫化锂的均匀沉积，提高电池的电化学性能，可以有效解决锂硫电池中的多硫化物穿梭效应造成的容量衰减的问题。

技术领域

本发明涉及锂电池材料技术领域，尤其涉及一种碳包覆管状埃洛石负载硫活性材料及其制备方法。

背景技术

随着社会的快速发展和传统能源的枯竭，开发出一种高比能量的储能体系越来越迫切。锂硫电池因其高的能量密度而备受关注(高达2600Wh/Kg)，然而锂硫电池目前还面临着一些问题，如活性硫和硫化锂的电子电导率极低，锂硫电池在充放电过程中形成的多硫化物会形成穿梭效应，锂锂电池中硫的体积膨胀等问题都会造成电池的容量快速衰减和循环稳定性差等问题。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种碳包覆管状埃洛石负载硫活性材料及其制备方法，用以抑制锂硫电池在充放电过程中形成的多硫化物的穿梭效应和减缓硫体积膨胀造成锂硫电池容量衰减等问题。

本发明提供一种碳包覆管状埃洛石负载硫活性材料的制备方法，包括以下步骤：

将埃洛石与硫酸溶液混合后搅拌、离心、干燥，得到酸化埃洛石；

将酸化埃洛石与氢氧化锂溶液混合后搅拌、离心、干燥，得到锂化埃洛石；

将锂化埃洛石与盐酸多巴胺溶于去离子水，加入三羟甲基氨基甲烷后搅拌、离心、干燥、煅烧，得到碳包覆锂化管状埃洛石粉体材料；

将碳包覆锂化管状埃洛石粉体材料与升华硫混合、研磨、煅烧，得到碳包覆管状埃洛石负载硫活性材料。

可选的，锂化埃洛石、盐酸多巴胺和三羟甲基氨基甲烷的质量比为：1:0.03:0.03～1:0.1:0.1。

可选的，碳包覆锂化管状埃洛石粉体材料与升华硫的质量比为：1:2～1:8。

可选的，加入三羟甲基氨基甲烷后搅拌、离心、干燥、煅烧时的煅烧温度为800～1000℃。

可选的，将碳包覆锂化管状埃洛石粉体材料与升华硫混合、研磨、煅烧的过程中，煅烧是在氮气保护下进行，煅烧温度为150～160℃。

本发明还提供一种碳包覆管状埃洛石负载硫活性材料，由上述的碳包覆管状埃洛石负载硫活性材料的制备方法制备而成。

本发明的有益效果为：

本发明采用了一种碳包覆锂化管状埃洛石粉体材料与硫复合形成的碳包覆管状埃洛石负载硫活性材料，以碳包覆锂化管状埃洛石粉体材料作为负载硫的载体，因埃洛石的主要成分是氧化铝和二氧化硅，其特有的内正外负的电荷结构能够有效将多硫化物吸附在其材料内部，减缓多硫化物的穿梭效应；并且在埃洛石表面包覆一层碳层，可以大大增加材料的电子电导率，减缓电池的极化作用；碳包覆锂化管状埃洛石粉体材料比较高的比表面积可以为硫提供一个很好的负载面，进而提高活性物质硫的利用率，可以诱导硫化锂的均匀沉积，提高电池的电化学性能，所以碳包覆管状埃洛石负载硫活性材料能在实际生产电池的工程中便利使用，市场潜力巨大，工程应用前景广阔。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。