1.本发明属于锂离子电池材料制备领域，具体涉及基于纳米介孔材料的锂硫电池正极材料的制备方法。
背景技术：
2.随着锂离子电池应用场景的不断拓展与延伸，锂离子电池的容量要求越来越高。随着使用领域的扩大和使用要求的提高，对锂离子电池的循环性能也提出了更高的要求。与能用在锂电池中的其他材料相比，硫的成本相对较低，锂硫电池将成为安全、长寿以及低碳排放的能源。充放电中负责储存和释放电子，在这种可逆的电化学反应中为了实现较高的电流，必须使其中的硫与类似碳这样的导体紧密接触，而此前并无十分有效的方式。
技术实现要素：
3.为克服现有技术中存在的上述缺陷，本发明旨在提供基于纳米介孔材料的锂硫电池正极材料的制备方法。
4.本发明通过以下技术方案实现：
5.一种基于纳米介孔材料的锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.(1)纳米介孔碳材料的制备：
7.按照重量比1∶0.01-0.1∶1-20∶0.1-2称取蔗糖，浓硫酸和水和模板剂二氧化硅，混合后均匀搅拌1～10小时；将混合物放入烘箱中保持1～10小时；溶剂蒸发后，将混合物放入有惰性气体保护的高温反应釜中焙烧，温度升至500～1000℃，保持2～10小时；溶解焙烧后的混合物的二氧化硅模板，清洗、干燥，得到内部为纳米空心碳管的纳米介孔碳材料；
8.(2)硫纳米粒子填充在纳米空心碳管中：
9.将纳米介孔碳材料与硫纳米粒子放入纳米高温高压蒸气混合机中，升温至150～450℃，温度稳定后保持2-15小时，使熔化的硫均匀填充于纳米介孔碳材料的空心纳米碳管中。
10.具体的，所述步骤(1)中，烘箱升温速率为每小时升温20℃，温度升至100～200℃，高温反应釜升温速率为每小时升温100℃。
11.具体的，所述步骤(1)中将焙烧后的混合物放入氢氧化钠溶液或者氢氟酸中搅拌1～20小时，使二氧化硅模板溶解。
12.具体的，所述步骤(2)中蒸气温度范围为100-600℃，以高温蒸气为载体使两者混合，纳米高温高压蒸气混合机升温速率为每小时升温40℃。
13.与现有技术相比，本发明取得的有益效果在于：本发明的制备方法制得的正极材料中，纳米硫粒子均匀填充于纳米介孔碳材料的空心纳米碳管中，使得硫与碳紧密接触。
具体实施方式
14.下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行；所述试剂和材料，均采用分析纯试剂，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
15.实施例1
16.(1)纳米介孔碳材料的制备：称取100g蔗糖，10g浓硫酸、200g水和100g模板剂二氧化硅，混合后均匀搅拌5小时；将混合物放入烘箱中，烘箱升温速率为每小时升温20℃，温度升至200℃，保持5小时；将混合物放入有惰性气体保护的高温反应釜中焙烧，高温反应釜升温速率为每小时升温100℃，温度升至800℃，保持10小时；将焙烧后的混合物放入氢氧化钠溶液中搅拌10小时，使二氧化硅模板溶解，然后过滤、洗涤、干燥，得到内部为纳米空心碳管的纳米介孔碳材料。
17.(2)硫纳米粒子填充在纳米空心碳管中：将纳米介孔碳材料与硫纳米粒子放入纳米高温高压蒸气混合机中，以高温蒸气为载体使两者混合，纳米高温高压蒸气混合机升温速率为每小时升温40℃，升温至300℃，温度稳定后保持5小时，使熔化的硫均匀填充于纳米介孔碳材料的空心纳米碳管中。
18.实施例2
19.(1)纳米介孔碳材料的制备：称取100g蔗糖，10g浓硫酸、200g水和100g模板剂二氧化硅，混合后均匀搅拌5小时；将混合物放入烘箱中，烘箱升温速率为每小时升温20℃，温度升至200℃，保持5小时；溶剂蒸发后，将混合物放入有惰性气体保护的高温反应釜中焙烧，高温反应釜升温速率为每小时升温100℃，温度升至800℃，保持10小时；将焙烧后的混合物放入氢氟酸中搅拌10小时，使二氧化硅模板溶解，然后过滤、洗涤、干燥，得到内部为纳米空心碳管的纳米介孔碳材料。
20.(2)硫纳米粒子填充在纳米空心碳管中：将纳米介孔碳材料与硫纳米粒子放入纳米高温高压蒸气混合机中，以高温蒸气为载体使两者混合，纳米高温高压蒸气混合机升温速率为每小时升温40℃，升温至450℃，温度稳定后保持15小时，使熔化的硫均匀填充于纳米介孔碳材料的空心纳米碳管中。
21.当然，上述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定对本发明的实施例范围。本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围内。
技术特征：
1.一种基于纳米介孔材料的锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)纳米介孔碳材料的制备：按照重量比1∶0.01-0.1∶1-20∶0.1-2称取蔗糖，浓硫酸和水和模板剂二氧化硅，混合后均匀搅拌1～10小时；将混合物放入烘箱中保持1～10小时；溶剂蒸发后，将混合物放入有惰性气体保护的高温反应釜中焙烧，温度升至500～1000℃，保持2～10小时；溶解焙烧后的混合物的二氧化硅模板，清洗、干燥，得到内部为纳米空心碳管的纳米介孔碳材料；(2)硫纳米粒子填充在纳米空心碳管中：将纳米介孔碳材料与硫纳米粒子放入纳米高温高压蒸气混合机中，升温至150～450℃，温度稳定后保持2-15小时，使熔化的硫均匀填充于纳米介孔碳材料的空心纳米碳管中。2.根据权利要求1所述的基于纳米介孔材料的锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，烘箱升温速率为每小时升温20℃，温度升至100～200℃，高温反应釜升温速率为每小时升温100℃。3.根据权利要求2所述的基于纳米介孔材料的锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中将焙烧后的混合物放入氢氧化钠溶液或者氢氟酸中搅拌1～20小时，使二氧化硅模板溶解。4.根据权利要求2所述的基于纳米介孔材料的锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中蒸气温度范围为100-600℃，以高温蒸气为载体使两者混合，纳米高温高压蒸气混合机升温速率为每小时升温40℃。
技术总结
本发明属于锂离子电池材料制备领域，具体涉及基于纳米介孔材料的锂硫电池正极材料的制备方法。本发明的制备方法包括(1)纳米介孔碳材料的制备；(2)硫纳米粒子填充在纳米空心碳管中。本发明的制备方法制得的正极材料中，纳米硫粒子均匀填充于纳米介孔碳材料的空心纳米碳管中，使得硫与碳紧密接触。使得硫与碳紧密接触。
技术研发人员：孙琦 张姝 尹元 王赛赛 王胜振
受保护的技术使用者：青岛乾运高科新材料股份有限公司
技术研发日：2020.12.09
技术公布日：2022/6/10
再多了解一些
本文用于企业家、创业者技术爱好者查询，结果仅供参考。
