氮掺杂介孔碳/硫复合材料的制备及其用作锂硫电池正极材料的研究

以魔芋粉作为碳源、三聚氰胺作为氮源和氢氧化钾作为活化剂制备具有氮掺杂的多孔碳基材;利用热熔法将硫负载在该多孔碳基材中,得到碳硫复合材料,并将其用作锂硫电池的正极材料。采用扫描电镜、透射电镜、比表面分析仪、X射线衍射仪、热重分析仪以及X射线光电子能谱仪对材料的形貌、结构以及化学成分进行分析检测。实验结果表明:魔芋的凝胶化转变可原位固定三聚氰胺,从而实现氮元素在碳基材中的均匀分布,掺氮量高达6.22%,且所得碳基材具有丰富的微孔/介孔结构,比表面积为998m2/g。掺氮介孔碳/硫复合材料用于锂硫电池的正极材料时,表现出优异的电化学性能,在0.5C与1.0C的倍率下,循环200圈后的比容量分别为532mAh/g与490mAh/g,是一种理想的锂硫电池正极材料。