[发明专利]一种利用细菌纤维素水凝胶制备锂硫电池正极材料的方法

摘要

本发明公开了一种利用细菌纤维素水凝胶制备锂硫电池正极材料的方法，包括以下步骤：步骤S1，制备硫酸锂/葡萄糖/细菌纤维素气凝胶复合材料；步骤S2，将硫酸锂/葡萄糖/细菌纤维素气凝胶复合材料中的硫酸锂转化成硫化锂，葡萄糖转化成多孔碳，细菌纤维素转化成碳纳米纤维。采用本发明的技术方案，能够构造出碳纳米纤维网状结构，并且结构中的硫化锂纳米颗粒被多孔碳有效包覆，能够提高电极中电子的传输效率，抑制“穿梭效应”，解决锂硫电池充放电过程中的电极坍塌问题，从而提高锂硫电池的性能。

主权项

1.一种利用细菌纤维素水凝胶制备锂硫电池正极材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，制备硫酸锂/葡萄糖/细菌纤维素气凝胶复合材料；步骤S2，将硫酸锂/葡萄糖/细菌纤维素气凝胶复合材料中的硫酸锂转化成硫化锂，葡萄糖转化成多孔碳，细菌纤维素转化成碳纳米纤维，从而形成硫化锂/多孔碳/碳纳米纤维气凝胶复合材料；步骤S3：采用步骤S2制备的复合材料作为锂硫电池正极材料；其中，所述步骤S1进一步包括以下步骤：S10:将细菌纤维素水凝胶在去离子水中反复冲洗，去除杂质；S11:将清洗后的细菌纤维素水凝胶平铺在光滑表面上，用重物压制24～48小时，将细菌纤维素水凝胶的厚度挤压至2～4毫米；S12:将硫酸锂、葡萄糖和水混合后搅拌均匀，再加入适量叔丁醇，使溶液能恰好保持澄清；S13:将压制好的细菌纤维素水凝胶在溶液中浸泡24～48小时，使细菌纤维素水凝胶充分吸收溶液；S14:将吸满溶液的细菌纤维素水凝胶在‑50℃下冷冻6～10小时后，迅速放入真空环境中干燥24小时，去除细菌纤维素中的水和叔丁醇，并保持细菌纤维素网状结构不变，得到硫酸锂/葡萄糖/细菌纤维素气凝胶复合材料；所述步骤S2进一步包括以下步骤：将硫酸锂/葡萄糖/细菌纤维素气凝胶放入管式炉，在氩气保护下，升温至800℃，在800℃下保持2小时，得到硫化锂/多孔碳/碳纳米纤维气凝胶复合材料。