一种杂原子掺杂中空碳材料的制备方法及其在锂硫电池中的应用

摘要

本发明公开了一种杂原子掺杂中空碳材料的制备方法及其在锂硫电池中的应用，包括以下步骤：将金属盐水溶液与有机配体水溶液混合，加入螯合剂作为竞争配体；分离固相产物，干燥后获得白色粉末；将干燥后的样品进行碳化后获得杂原子掺杂中空碳材料。本发明工艺简单，生产成本低，所制备的杂原子掺杂中空碳材料具有壳层可调(2‑100nm)的中空结构，能提供大的比表面积，从而提高了载体的电接触面积，促进正极电子传输，加速硫物种氧化还原动力学；同时，为硫物种提供容纳空间，缓解体积膨胀及穿梭效应。此外，杂原子掺杂增强了碳材料与多硫化物之间的相互作用，降低了多硫化物转化能垒，使得电池氧化还原动力学进一步提升。