[发明专利]一种用于锂硫电池正极的LDH-多孔炭硫复合材料的制备方法

摘要

一种用于锂硫电池正极的LDH‑多孔炭硫复合材料的制备方法，包括：将植物源生物质与磷酸按比例预混，在管式炉内氮气下碳化2h，冷却至室温；用去离子水充分洗涤干燥，得杂磷碳质前体；将杂磷碳质前体与NiAl‑LDH按质量比5~7:1比例混合，在水热反应釜中150℃条件下保持18小时，冷却，用乙醇洗涤、干燥，得NiAl‑LDH包裹的多孔炭复合材料，最后与升华硫混合，在155℃熔融，得NiAl‑LDH包裹的的多孔炭硫复合正极材料。本发明中，NiAl‑LDH能有效吸附多硫化物，抑制穿梭效应，提高基于生物质多孔炭正极材料的循环性能，本发明原料来源广，价格低廉，制备方法环保、反应条件温和、便于大规模生产。

主权项

1.一种用于锂硫电池正极的LDH‑多孔炭硫复合材料的制备方法，其特征是包括以下步骤：（1）将植物源生物质与磷酸按质量体积比1kg:2L~4L比例预混，在75‑85℃油浴锅中搅拌2小时，将温度升至130℃‑150℃蒸干样品，再将样品转入管式炉内，通入氮气后，按10℃/分速率升温，至550℃‑650℃条件下，碳化2小时，然后冷却至室温；（2）将步骤（1）碳化后所得材料用去离子水进行充分洗涤，并在80℃条件下干燥12‑24小时即得到杂磷碳质前体；（3）将二价金属离子Ni2+和三价金属离子Al 3+按照2:1比例混合，在剧烈搅拌条件下滴加到饱和硝酸钠溶液中，通过氢氧化钠保持pH值在9‑11之间；然后将所得悬浮液在85‑90 ℃条件下陈化24小时；最后，用乙醇充分洗涤沉淀，并在60 ℃条件下干燥12‑24小时，得到Ni/Al LDH材料；（4）将步骤（3）干燥后的材料与步骤（2）所得多孔炭质前体按质量比1:5~7比例预混，在室温下超声分散在去离子水中；将得到的溶液转移到水热反应釜中，并在150 ℃条件下保持18小时；冷却后将所得物质用乙醇洗涤数次，并在60 ℃下真空干燥12小时，得到NiAl@PAB复合材料；（5）将步骤（4）干燥后的材料与升华硫按1:3~4的比例预混，转入管式炉中，通入氩气，155°C条件下，溶融12小时，冷却后得到载硫后的样品NiAl@PAB/S复合正极材料。