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专利号: 202110058051X
申请人: 武汉金特明新材料科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-11-22
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种活性多孔炭球包覆MnO2‑S复合锂硫电池正极材料的制备方法,其特征在于:所述的一种活性多孔炭球包覆MnO2‑S复合锂硫电池正极材料的制备方法包括以下步骤:(1)将聚苯乙烯氯球加入至硝基苯溶胀剂中,溶胀6‑8h,加入FeCl3,于油浴锅中,升温至

80‑100℃,反应2‑4h,抽滤、洗涤、真空干燥,得到交联聚苯乙烯氯球;

(2)在N2保护下,将NaH、4‑氨基吡啶加入至四氢呋喃溶剂中,再加入四氢呋喃溶剂中鼓泡处理过的交联聚苯乙烯氯球,控制温度进行反应,冷却、过滤、洗涤、真空干燥,得到氨基吡啶接枝聚苯乙烯微球;

(3)将氨基吡啶接枝聚苯乙烯微球加入至乙醇的水溶液中,混合均匀后加入十八烷基三甲基溴化铵,搅拌混合,再加入正硅酸四乙酯与氨水,搅拌1‑2h,离心分离、真空干燥,再将碳前驱体置于管式炉内,进行碳化,将产物使用HF刻蚀活化、洗涤、真空干燥,得到N掺杂活性多孔炭球;

(4)将HMnO4与N掺杂活性多孔炭球加入至去离子水中,搅拌混合,将聚乙二醇1000加入至MnSO4溶液中,搅拌混合,接着将HMnO4混合溶液加入至MnSO4溶液中,搅拌进行反应,离心分离、洗涤、真空干燥,得到多孔MnO2球修饰多孔炭,使MnO2生长于多孔炭球中;

(5)将多孔MnO2球修饰多孔炭与升华硫粉混合并研磨,转入小型反应釜内,进行热处理,使升华硫粉进入炭球内部,得到活性多孔炭球包覆MnO2‑S复合锂硫电池正极材料。

2.根据权利要求1所述的一种活性多孔炭球包覆MnO2‑S复合锂硫电池正极材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中交联聚苯乙烯氯球、NaH与4‑氨基吡啶的质量比为100:

2.6‑3.4:140‑160。

3.根据权利要求1所述的一种活性多孔炭球包覆MnO2‑S复合锂硫电池正极材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中控制温度进行反应的过程为先控制温度至20‑40℃,反应

10‑20h,再升温至50‑60℃,反应10‑20h。

4.根据权利要求1所述的一种活性多孔炭球包覆MnO2‑S复合锂硫电池正极材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中氨基吡啶接枝聚苯乙烯微球、十八烷基三甲基溴化铵、正硅酸四乙酯与NH3·H2O的质量比为100:15‑25:20‑40:18‑36。

5.根据权利要求1所述的一种活性多孔炭球包覆MnO2‑S复合锂硫电池正极材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(3)中碳化的氛围为氮气氛围,碳化的升温速率为1‑3℃/min,碳化的温度为700‑800℃,碳化的时间为2‑4h。

6.根据权利要求1所述的一种活性多孔炭球包覆MnO2‑S复合锂硫电池正极材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(4)中N掺杂活性多孔炭球、HMnO4、聚乙二醇1000与MnSO4的质量比为100:12‑24:150‑300:18‑36。

7.根据权利要求1所述的一种活性多孔炭球包覆MnO2‑S复合锂硫电池正极材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(4)中搅拌进行反应的温度为20‑40℃,反应的时间为8‑16h。

8.根据权利要求1所述的一种活性多孔炭球包覆MnO2‑S复合锂硫电池正极材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(5)中多孔MnO2球修饰多孔炭与升华硫粉的质量比100:150‑

300。

9.根据权利要求1所述的一种活性多孔炭球包覆MnO2‑S复合锂硫电池正极材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(5)中热处理的氛围为氮气氛围,温度为155‑160℃,热处理的时间为8‑16h。