[发明专利]一种等级孔碳基锂硫电池正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种等级孔碳基锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将硅溶胶、蔗糖、稀硫酸混合于水中，搅拌、超声，得混合原料；

2）将步骤1）所得混合原料进行烘干得黑色固体混合物；

3）将步骤2）所得黑色固体混合物进行研磨，然后于管式炉中氩气氛围下进行碳化得到黑色颗粒；

4）将步骤3）所得黑色颗粒采用HF溶液进行搅拌酸化，得具有介孔、微孔结构的等级孔碳材料；

5）将所得等级孔碳材料烘干后与硫单质混合均匀，然后置于高温反应釜中，加热进行保温反应；

6）将步骤5）所得碳硫复合物浸泡于CS₂中，随后将烧杯置于烘箱中进行烘干，得到的黑色粉末即为所述等级孔碳基锂硫电池正极材料；

步骤3）中所述碳化温度为700-900℃，碳化时间为2-4h；

所述保温反应温度为150-160℃，反应时间为12-24h。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硅溶胶中SiO₂的粒径为20-30nm。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硅溶胶中引入的SiO₂、蔗糖和稀硫酸引入的H₂SO₄质量比为15:(8-10):(0.6~2)。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述HF溶液的质量浓度为10-30%，搅拌酸化时间为12-24h。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤5）中所述等级孔碳材料与硫单质的质量比为1:(0.25~0.6)。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤5）中所述等级孔碳材料与硫单质的质量比为1:(0.29-0.30)。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤6）中所述浸泡时间为5-10min。

8.权利要求1~7任一项所述制备方法制备的等级孔碳基锂硫电池正极材料，它包含介孔和微孔结构，介孔孔道有序排布，微孔分布在介孔之间的碳孔壁中，硫单质集中填充在微孔孔道中；其中介孔孔径25-32nm，微孔孔径0.45-0.47nm。