[发明专利]复合碳材料、自支撑集流体、制备方法及锂硫电池

权利要求书

1.一种复合碳材料，其特征在于，包括多孔碳、一维纳米碳材料和金属粒子，所述一维纳米碳材料一端固定于所述多孔碳表面；所述一维纳米碳材料包括碳纳米管，所述碳纳米管远离所述多孔碳的一端由所述金属粒子封端。

2.根据权利要求1所述的复合碳材料，其特征在于，所述多孔碳、所述一维纳米碳材料和所述金属粒子的质量比为10:(1～10):0.1。

3.根据权利要求1所述的复合碳材料，其特征在于，所述一维纳米碳材料还包括碳纳米纤维；优选，所述碳纳米管与所述碳纳米纤维的质量比大于等于1：1。

4.根据权利要求1所述的复合碳材料，其特征在于，所述一维纳米碳材料通过原位生长一端固定于所述多孔碳表面。

5.根据权利要求1所述的复合碳材料，其特征在于，所述金属粒子为生长所述纳米碳管的催化剂；优选，所述催化剂为Ⅷ族、ⅤB族、ⅠB族元素中的一种或多种；更优选，为Fe、Co、Ni中的一种或多种。

6.一种自支撑集流体，其特征在于，包括权利要求1-5任一所述的复合碳材料。

7.一种锂硫电池，其特征在于，包括权利要求1-5任一所述的复合碳材料或权利要求6所述的自支撑集流体。

8.一种复合碳材料的制备方法，其特征在于，包括：

将催化剂或催化剂前驱体负载于多孔碳，形成预处理的多孔碳；及

通过化学气相沉积法在所述预处理的多孔碳表面原位生长一维纳米碳材料形成复合碳材料，所述化学气相沉积法包括碳源的流速为50sccm～200sccm、反应时间为30min～60min，温度为700℃～850℃。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，当所述预处理的多孔碳为负载所述催化剂前驱体时，所述化学气相沉积在通入所述碳源之前，通入氢气，所述氢气的流速为20sccm～100sccm、通入时间为30min～90min、反应温度为200℃～400℃。

10.一种自支撑集流体的制备方法，其特征在于，包括：

将催化剂或催化剂前驱体负载于多孔碳，形成预处理的多孔碳；

通过化学气相沉积法在所述预处理的多孔碳表面原位生长一维纳米碳材料形成复合碳材料，所述化学气相沉积法包括碳源的流速为50sccm～200sccm、反应时间为30min～60min，温度为700℃～850℃；及

将所述复合碳材料分散溶剂中，抽滤烘干后得到所述自支撑集流体；优选，当所述预处理的多孔碳为负载所述催化剂前驱体时，所述化学气相沉积在通入所述碳源之前，通入氢气，所述氢气的流速为20sccm～100sccm、通入时间为30min～90min、反应温度为200℃～400℃。