[发明专利]一种仿生结构含羞草状碳负载硫的复合材料及其制备方法、锂硫电池正极及电池

摘要

本发明提供了一种仿生结构含羞草状碳负载硫的复合材料及其制备方法、锂硫电池正极及电池。本发明先通过水热法获得含羞草状形貌的硫化镉，再通过以多巴胺为碳源包裹碳层，然后用盐酸洗掉硫化镉，最后通过熏硫的方式负载硫颗粒，最终获得碳负载硫的含羞草状复合材料。含羞草状结构有助于硫复合，同时碳提供大量活性位点，抑制多硫化物穿梭。该材料应用于锂硫电池正极材料，具有良好的循环稳定性和高的比容量。与现有技术相比，本发明通过水热法制备的前驱体呈现含羞草状，含羞草状结构比表面积大，可以负载更多硫颗粒，而且，含羞草状结构有利于电子传输，缓解充放电过程的体积膨胀，提高电池性能。并且，实验过程简单，原料价廉易获取。

主权项

1.一种仿生结构含羞草状碳负载硫的复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：1)将镉盐与硫脲混合在水中，再加入二甲亚砜，混合均匀后，水热反应，得到硫化镉材料；2)将步骤1)制备的硫化镉材料分散在水中，加入三羟甲基氨基甲烷后，再加入盐酸多巴胺，得到混合溶液，反应，结束后，得硫化镉/碳纳米材料；3)将步骤2)制备的硫化镉/碳纳米材料在氮气氛围下焙烧，自然冷却到室温，制得硫化镉/碳颗粒；4)将步骤3)制备的硫化镉/碳颗粒加入稀盐酸溶液中，搅拌，获得空心含羞草状碳颗粒；5)将步骤4)制备的空心含羞草状碳颗粒与硫粉混合均匀，在氩气气氛下熏硫，得到仿生结构含羞草状碳负载硫的复合材料。