[发明专利]一种交联多孔氮化碳锂硫电池正极材料及其制备方法在审
| 申请号： | 202111382233.9 | 申请日： | 2021-11-22 |
| 公开（公告）号： | CN114122330A | 公开（公告）日： | 2022-03-01 |
| 发明（设计）人： | 李祥村;贺高红;褚芳伊;姜贺龙;代岩;姜晓滨;吴雪梅;肖武;蔡国翠;侯巧 | 申请（专利权）人： | 大连理工大学 |
| 主分类号： | H01M4/133 | 分类号： | H01M4/133;H01M4/1393;H01M4/36;H01M4/58;H01M4/583;C01B32/05;C01B32/168;C01B21/082;H01M10/052 |
| 代理公司： | 大连格智知识产权代理有限公司 21238 | 代理人： | 潘小铁;刘琦 |
| 地址： | 116024 辽*** | 国省代码： | 辽宁;21 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 交联 多孔 氮化 碳锂硫 电池 正极 材料 及其 制备 方法 | ||
1.一种交联多孔氮化碳锂硫电池正极材料，其特征在于：所述锂硫电池正极材料为以C3N4为交联包覆层的具有交织孔结构的碳膜，以MWCNT为骨架、C3N4为交联包覆层，所述C3N4层均匀包覆于MWCNT骨架的表面，所述碳膜表面氮含量为10-20％。
2.一种权利要求1所述的交联多孔氮化碳锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于：首先将PAN、DMF和酸化处理过的MWCNT混合，利用相转化法制备具有交织孔结构的薄膜，对其进行预氧化和碳化，得到以碳层为交联包覆层具有交织孔结构的碳膜；随后配制浓度为200-1000g/L的尿素水溶液浸泡碳膜，并再次碳化完成制备。
3.如权利要求2所述的交联多孔氮化碳锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于：具体包括如下步骤：
(1)制备以碳层为交联包覆层的具有交织孔结构的碳膜：
将PAN、DMF与酸化处理过的MWCNT混合，在50-100℃下搅拌，随后刮涂于玻璃板表面，并转移至去离子水中静置12-48小时，得到具有交织孔结构的薄膜，随后将薄膜置于马弗炉中进行预氧化，自然冷却降温，将预氧化的薄膜碳化，自然冷却降温后制得以碳层为交联包覆层的具有交织孔结构的碳膜；
(2)尿素处理与碳化过程：
将尿素与去离子水混合，搅拌至完全溶解，将碳膜置于尿素溶液中充分浸泡后取出烘干，碳化，自然冷却降温后即制得锂硫电池正极材料。
4.如权利要求3所述的交联多孔氮化碳锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中预氧化过程的时间在1-3h，且温度在120℃-320℃，由预氧化温度降至室温的降温速率为1～10℃min-1。
5.如权利要求3所述的一种锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中预氧化的薄膜碳化温度为700-1000℃。
6.如权利要求3所述的交联多孔氮化碳锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中采用的PAN原料平均分子量在40000-250000；DMF、PAN与MWCNT的质量比例为3:1:1-20:1:1。
7.如权利要求3所述的交联多孔氮化碳锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中尿素处理后碳膜的碳化温度为400-600℃。
8.一种锂硫电池，其特征在于：所述电池的正极材料或正极载体材料采用权利要求1所述的交联多孔氮化碳锂硫电池正极材料。
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