[发明专利]一种三维多孔碳纳米片-硫材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种三维多孔碳纳米片-硫材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1）热解法制备三维多孔碳纳米片，以三聚氰胺和植酸满足一定质量比，先将三聚氰胺加入水中进行第一次搅拌得到三聚氰胺溶液，再将三聚氰胺溶液逐滴加入植酸溶液中并进行第二次搅拌得到混合溶液，然后将混合溶液进行干燥得到混合粉末，之后在一定条件下，将混合粉末进行煅烧热解，即可得到三维多孔碳纳米片；

所述步骤1三聚氰胺和植酸满足的质量比为1:（1-2），所述步骤1第一次搅拌的时间为5-10 min，所述步骤1第二次搅拌的时间为20-30 min，所述步骤1干燥的条件为，干燥温度为60-100 ℃，干燥时间为12-24 h；所述步骤1煅烧热解的条件为二段热解，第一段煅烧热解的升温速率为5-10 ℃/min，煅烧热解温度为700-800 ℃，煅烧热解时间为1-3 h，第二段煅烧热解的升温速率为5-10 ℃/min，煅烧热解温度为900-1000 ℃，煅烧热解时间为1-3h；

步骤2）熔融法制备三维多孔碳纳米片-硫正极材料，以步骤1）所得三维多孔碳纳米片和硫满足一定质量比，将三维多孔碳纳米片和硫进行研磨混合均匀后，在一定条件下进行热处理，即可得到三维多孔碳纳米片-硫正极材料；

所述步骤2三维多孔碳纳米片和硫满足的质量比为1:（4-9）；

所述步骤2热处理的条件为二段热处理，第一段热处理的升温速率为2-3 ℃/min，热处理温度为150-160 ℃，热处理时间为10-15 h，第二段热处理的升温速率为2-3 ℃/min，热处理温度为280-300 ℃，热处理时间为10-20 min；

所得材料由三聚氰胺、植酸和硫为原料，通过溶液混合法和高温热解法合成三维多孔碳纳米片，再通过熔融法获得三维多孔碳纳米片-硫材料，所述三维多孔碳纳米片-硫材料的硫含量为80-90 %。

2.一种三维多孔碳纳米片-硫材料的制备方法所得材料作为锂硫电池正极的应用，其特征在于：当电流密度为838 mA/cm²时，循环充放电200次后，放电比容量为600-700 mAh/g，库伦效率较稳定为100%。

3.一种三维多孔碳纳米片-硫材料的制备方法所得材料作为锂硫电池正极的应用，其特征在于：当电流密度为1675 mA/g时，循环充放电500次后，放电比容量为400-600 mAh/g，平均每次衰减率为0.079%。