[发明专利]一种碳纳米管-硫化锂-碳复合材料的制备方法

摘要

一种碳纳米管‑硫化锂‑碳复合材料的制备方法，将升华硫粉溶于无水甲苯，形成透明溶液A；将碳纳米管超声分散在三乙基硼氢化锂的四氢呋喃溶液中，形成悬浮液B；将溶液A加入悬浮液B中，得碳纳米管‑Li₂S复合材料的悬浮液，加热蒸干溶剂即得到碳纳米管‑Li₂S复合材料粉末；最后将碳纳米管‑Li₂S材料置于惰性气氛中进行化学气相沉积碳，形成碳纳米管‑Li₂S‑C复合材料。本发明制备的碳纳米管‑硫化锂‑碳复合材料导电性好，包覆层紧密，可改善Li₂S电极的导电性，有效抑制多硫化物在电解液中的溶解和扩散，提高硫的利用率；同时碳纳米管的多孔结构，对硫电极在充放电过程中发生的体积膨胀和收缩有缓冲作用。

主权项

1.一种碳纳米管‑硫化锂‑碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将升华硫粉溶解于无水甲苯中，溶液浓度为0.01~2mol/L，溶解温度为0~110℃，形成均一透明的溶液A；（2）将碳纳米管加入三乙基硼氢化锂的四氢呋喃溶液中，进行超声分散10min~4h，使其均匀分散在溶液中，形成悬浮液B；碳纳米管与Li₂S的质量比控制为1:1~1:32，Li₂S由步骤（1）中的升华硫转化而来；所述三乙基硼氢化锂与步骤（1）中升华硫粉的摩尔比为2~10:1；三乙基硼氢化锂的四氢呋喃溶液浓度控制为0.1~2mol/L；（3）将步骤（1）所得溶液A加入步骤（2）所得悬浮液B中，搅拌反应1min~2h，加热蒸干形成碳纳米管‑Li₂S粉末，加热温度为70~150℃；（4）将步骤（3）所得产物碳纳米管‑Li₂S粉末于氩气保护下，升温至300~600℃保温0.5~10h，然后通入乙炔气体，进行气相沉积碳，沉积时间为0.5~24h，然后冷却到室温，即得碳纳米管‑硫化锂‑碳复合材料；控制气相沉积的碳的质量为碳纳米管‑硫化锂‑碳复合材料总质量的0.5~20wt%。