[发明专利]基于废弃烟头生物质资源的锂硫电池材料及其制备方法

摘要

本发明属于材料、能源技术领域，具体为基于废弃烟头生物质资源的锂硫电池材料及其制备方法。本发明采用废弃烟头等生物质为前驱体原料，通过复合石墨烯、碳化制备生物质多孔碳，进一步载硫得到生物质多孔碳材料（S@GO/PC）。上述方法所制备的生物质多孔材料由于其独特的分级多孔结构，高导电性以及高的载硫量等优点，当其作为锂硫电池材料时，显示出高的电池比容量以及优异的循环稳定性。本发明所得生物质衍生的锂硫电池材料不仅具备良好的导电性，载硫量高以及优异的性能，而且制备所用原料成本低廉易得、可实现大规模制备，是一种高效、经济、环保的新型锂硫电池的制备方法。

主权项

1.一种基于废弃烟头生物质资源的锂硫电池材料的制备方法，其特征在于，具体步骤为：（1）原材料的预处理：将收集到的废弃烟头用乙醇、水分别超声洗涤3~5次，并在60~100℃的恒温干燥箱中烘干2~24 h，所得产物为生物质孔碳材料，记为BC；（2） 制备复合石墨烯的生物质碳材料：将2~20 mg/mL的氧化石墨烯与10 ~ 50 mg生物质碳材料（BC），充分搅拌2~8 h后，取出复合后的样品，置于–30 ~ –70 ℃的冷冻干燥机中，冷冻干燥24 ~ 36 h，所得产物即为生物质多孔碳（BC）与石墨烯复合前驱体，记为GO/BC；（3）利用GO/BC原位构建复合石墨烯的多孔碳材料：取步骤（2）制备的GO/BC 20 ~ 70 mg放入瓷舟中，将瓷舟放进管式炉中，通入氩气，以2~5 ℃/min的速度加热至600 ~ 1000℃，在此温度下保温3 ~ 9 h，即得到复合材料， 记为GO/PC；进一步利用真空封管技术或熔融法将200 ~ 400 mg硫粉注入上述复合材料，得到目标产物复合石墨烯的多孔碳材料，记为S@GO/PC。