[发明专利]一种杂原子修饰中空微碳球及其制备方法和在锂硫电池正极材料中的应用

权利要求书

1.一种硫负载用杂原子修饰中空碳微球的制备方法，其特征在于，包括：

（1）将聚合物前驱体和金属盐加入到微米级的球形碳氮化物溶液中，进行表面包覆反应4～24小时后，再经离心、洗涤和干燥，得到碳微球的前驱体，所述微米级的球形碳氮化物为g-C₃N₄、C₃N₃、C₃N₅中的至少一种，所述微米级的球形碳氮化物的粒径为2μm～10μm；

（2）将所得碳微球的前驱体置于惰性氛围中，在800～1000℃下热处理1～3小时，得到所述硫负载用杂原子修饰的中空碳微球；所述硫负载用杂原子修饰的中空碳微球用于锂硫电池正极活性材料；

所述杂原子修饰中空碳微球的粒径大小在2μm～10μm之间，其微球壁由多孔纳米薄片自组装而成，且BET比表面积为800～1000 m²/g，孔体积为4～6 cm³/g。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚合物前驱体为盐酸多巴胺、苯胺、吡咯、组氨酸中的至少一种；所述聚合物前驱体为微米级的球形碳氮化物质量的50wt%～400wt%。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属盐为磷钼酸、磷钨酸、硝酸铁、氯化铁、硝酸钴、氯化钴中的至少一种；所述金属盐为微米级的球形碳氮化物质量的0～10 wt%。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述微米级的球形碳氮化物溶液中还包含引发剂，所述引发剂为三羟甲基氨基甲烷、过硫酸铵中的一种。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，当所述聚合物前驱体为盐酸多巴胺时，所述引发剂为三羟甲基氨基甲烷，或者当所述聚合物前驱体为苯胺、吡咯中至少一种时，所述引发剂为过硫酸铵。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述引发剂为微米级的球形碳氮化物质量的100～200 wt%。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在进行热处理之前，将所得碳微球的前驱体置于惰性氛围中，先在200～400 ℃下处理1～2小时。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述惰性氛围 为氩气气氛。

9.一种根据权利要求1-8中任一项所述的制备方法制备的硫负载用杂原子修饰中空碳微球，其特征在于，所述硫负载用杂原子修饰中空碳微球的粒径大小在2μm～10μm之间，其微球壁由多孔纳米薄片自组装而成，且BET比表面积为800～1000 m²/g，孔体积为4～6 cm³/g。

10.一种硫锂电池正极活性材料，其特征在于，将权利要求9所述的硫负载用杂原子修饰中空碳微球和硫粉混合后，置于惰性气氛中，在150～200 ℃下保温12～24小时，得到所述硫锂电池正极活性材料；所述硫负载用杂原子修饰中空碳微球和硫粉的质量比为1:（3～9）。

11.一种含有权利要求10所述的硫锂电池正极活性材料的锂硫电池正极。