[发明专利]一种自支撑中空核壳结构电极材料的制备方法及其应用

摘要

本发明涉及一种自支撑中空核壳结构电极材料的制备方法及其在锂硫电池和超级电容器中的应用。该自支撑中空核壳结构电极材料的制备方法包括：将前驱体溶液进行静电纺丝、碳化处理、表面氧化改性处理、二氧化硅包覆改性、酚醛树脂包覆改性、碳化处理、刻蚀二氧化硅等步骤。本发明提供的自支撑中空核壳结构电极材料的制备方法，通过构建多层次结构的碳基材料，使之与硫相结合，可直接提高硫的导电性以及防止硫的扩散和转移；同时，电极材料上的二氧化钛可与硫元素相结合，两者之间形成化学键合，可以进一步提高硫正极的稳定性，因而可以提高电极材料的固硫效果，优化锂硫电池的储能性能。

主权项

1.一种自支撑中空核壳结构电极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将四氯化钛、聚丙烯腈溶于溶剂中，得到前驱体溶液，将前驱体溶液进行静电纺丝，得到聚丙烯腈纳米纤维布；2)将聚丙烯腈纳米纤维布在保护气氛下进行碳化处理，得到碳纳米纤维/二氧化钛复合材料；3)将碳纳米纤维/二氧化钛复合材料进行表面氧化改性处理，得到表面改性复合纤维；4)将表面改性复合纤维作为活性模板，浸入到醇类溶剂中，然后加入氨水、水、正硅酸乙酯进行反应，得到二氧化硅包覆改性复合纤维；5)将二氧化硅包覆改性复合纤维浸入到醇类溶剂中，然后加入氨水、水、间苯二酚和甲醛溶液进行反应，得到酚醛树脂包覆改性复合纤维；6)将酚醛树脂包覆改性复合纤维在保护气氛下进行碳化处理，然后将碳化处理后得到的产物浸入氢氟酸中，刻蚀掉二氧化硅包覆层，即得。