一种金属掺杂的碳硫复合物及其制备和应用

摘要

本发明涉及一种金属掺杂的碳硫复合物及其制备和应用，其以含碳有机物为碳源，与金属盐溶液共混后添加模板剂，经高温焙烧、热熔充硫后制备而成。在制备过程中，在碳化过程中同时掺入金属元素，不仅能使碳材料形成更丰富的孔结构，提高碳材料在碳化过程中的孔体积和比表面积，增加了活性物质硫的反应场所，而且降低了碳材料石墨化温度，在提高活性物质硫担载量的同时也增强了碳材料本身的稳定性。

主权项

一种金属掺杂的碳硫复合物在锂硫电池中的应用，其特征在于：所述金属掺杂的碳硫复合物应用于锂硫电池正极中，所述金属掺杂的碳硫复合物是以含碳有机物为碳源，与金属盐溶液共混后添加模板剂，经高温焙烧、热熔充硫后制备而成，其中模板剂为CaCO₃、MgO、Al₂O₃中的一种或二种以上的混合物；其按如下步骤制备而成：(1)将含碳有机物与金属盐于溶剂中共混得到溶液A，含碳有机物与金属盐的质量比为(50:1)～1；(2)向溶液A中添加模板剂，于室温～90℃下搅拌均匀后经干燥处理得到B；含碳有机物与模板剂的质量比为1:(1～5)；(3)将B于800～1200℃惰性气体保护下热处理1～5小时，得到C；(4)将C在无机酸溶液浸泡、清洗、干燥，得到粉末D；(5)将粉末D与单质硫按质量比为1:1～1:10混合均匀后，120～180℃条件下保温至少2h，冷却至室温得到金属掺杂的碳硫复合物；步骤(5)中粉末D与单质硫的处理过程在减压条件下进行，真空度为‑0.1～0.03MPa。