[0042] 实施例1
[0043] 三维管状结构二氧化锰负载硫的复合材料的制备方法,包括以下步骤:
[0044] 1)1.0g六水合硝酸锌和1.5g氢氧化钾分别溶解在10mL水中,所得溶液搅拌10分钟后混合均匀,将混合溶液放入烘箱中,在40℃恒温反应9小时,反应结束后,将沉淀收集、离心、清洗,30℃真空干燥18小时。
[0045] 2)取0.4g高锰酸钾粉末,溶解到40mL水中,搅拌。取0.2g氧化锌与高锰酸钾溶液放入50mL的反应釜中,130℃反应16小时。将产物取出,离心沉淀清洗,40℃真空干燥12小时获得氧化锌/二氧化锰产物。
[0046] 3)称取0.1g氧化锌/二氧化锰粉末,溶解到20mL浓度为0.5mol/L的盐酸中,20℃搅拌20分钟,超声2分钟后离心、清洗,30℃真空干燥18小时,获得空心管状氧化锰颗粒。
[0047] 4)将0.5g空心管状氧化锰颗粒与1g硫粉混合均匀放入聚四氟乙烯塑料瓶中,瓶内充满氩气,排除聚四氟乙烯瓶中的空气,然后在密封条件下120℃保温18小时,自然冷却降温,得到三维管状结构二氧化锰负载硫的复合材料。
[0048] 得到的二氧化锰负载硫的复合材料直径约500nm,在三维管状结构二氧化锰的内外表面都负载硫颗粒。
[0049] 三维管状结构二氧化锰负载硫的复合材料,采用上述方法制备得到。
[0050] 实施例2
[0051] 三维管状结构二氧化锰负载硫的复合材料的制备方法,包括以下步骤:
[0052] 1)1.2g六水合硝酸锌和1.8g氢氧化钾分别溶解在10mL水中,所得溶液搅拌10分钟后混合均匀,将混合溶液放入烘箱中,在45℃恒温反应9小时。待反应结束后,将沉淀收集、离心、清洗,40℃真空干燥16小时。
[0053] 2)取0.5g高锰酸钾粉末,溶解到40mL水中,搅拌。取0.2g氧化锌与高锰酸钾溶液放入50mL的反应釜中,150℃反应14小时。将产物取出,离心沉淀清洗,50℃真空干燥16小时获得氧化锌/二氧化锰产物。
[0054] 3)称取0.1g氧化锌/二氧化锰粉末,溶解到20mL浓度为0.5mol/L的盐酸中,20℃搅拌20分钟,超声2分钟后离心、清洗,40℃真空干燥16小时,获得空心管状氧化锰颗粒。
[0055] 4)将0.5g空心管状氧化锰颗粒与1.2g硫粉混合均匀放入聚四氟乙烯塑料瓶中,瓶内充满氩气,排除聚四氟乙烯瓶中的空气,然后在密封条件下130℃保温16小时,自然冷却降温,得到三维管状结构二氧化锰负载硫的复合材料。
[0056] 得到的二氧化锰负载硫的复合材料直径约500nm,在三维管状结构二氧化锰的内外表面都负载硫颗粒。
[0057] 三维管状结构二氧化锰负载硫的复合材料,采用上述方法制备得到。
[0058] 实施例3
[0059] 三维管状结构二氧化锰负载硫的复合材料的制备方法,包括以下步骤:
[0060] 1)1.5g六水合硝酸锌和2.0g氢氧化钾分别溶解在10mL水中,所得溶液搅拌10分钟后混合均匀,将混合溶液放入烘箱中,在50℃恒温反应8小时。待反应结束后,将沉淀收集、离心、清洗,50℃真空干燥14小时。
[0061] 2)取0.6g高锰酸钾粉末,溶解到40mL水中,搅拌。取0.2g氧化锌与高锰酸钾溶液放入50mL的反应釜中,160℃反应12小时。将产物取出,离心沉淀清洗,60℃真空干燥14小时获得氧化锌/二氧化锰产物。
[0062] 3)称取0.1g氧化锌/二氧化锰粉末,溶解到20mL浓度为0.5mol/L的盐酸中,20℃搅拌20分钟,超声2分钟后离心、清洗,40℃真空干燥16小时,获得空心管状氧化锰颗粒。
[0063] 4)将0.5g空心管状氧化锰颗粒与1.3g硫粉混合均匀放入聚四氟乙烯塑料瓶中,瓶内充满氩气,排除聚四氟乙烯瓶中的空气,然后在密封条件下140℃保温14小时,自然冷却降温,得到三维管状结构二氧化锰负载硫的复合材料。
[0064] 得到的二氧化锰负载硫的复合材料直径约500nm,在三维管状结构二氧化锰的内外表面都负载硫颗粒。
[0065] 三维管状结构二氧化锰负载硫的复合材料,采用上述方法制备得到。
[0066] 将实施例3所得最终产物三维管状结构二氧化锰负载硫的复合材料作为锂硫电池的正极活性材料,将所得活性材料与超导碳、PVDF以5:4:1的比例混合,以N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂调制成均匀浆状,涂覆在铝箔上,之后将制成的涂层放于烘箱中,以60℃烘干12小时;烘干完成后移入真空干燥箱中,以60℃真空干燥10小时;再将干燥后的复合材料涂层采用对辊机或者压片机等进行压片处理;采用机械裁片机裁剪电极片,以锂片作为对电极,电解液为市售1mol/L LiTFSI/DME+DOL溶液,利用电池测试仪进行充放电性能测试,所得产物作为锂硫电池正极材料在200mA/g电流密度下的循环稳定性测试结果如附图7所示。由附图7可见,电池的循环稳定性好,循环20次后电池容量仍稳定在510mAh/g。
[0067] 实施例4
[0068] 三维管状结构二氧化锰负载硫的复合材料的制备方法,包括以下步骤:
[0069] 1)1.8g六水合硝酸锌和2.2g氢氧化钾分别溶解在10mL水中,所得溶液搅拌10分钟后混合均匀,将混合溶液放入烘箱中,在55℃恒温反应7小时。待反应结束后,将沉淀收集、离心、清洗,60℃真空干燥12小时。
[0070] 2)取0.7g高锰酸钾粉末,溶解到40mL水中,搅拌。取0.2g氧化锌与高锰酸钾溶液放入50mL的反应釜中,170℃反应10小时。将产物取出,离心沉淀清洗,70℃真空干燥12小时获得氧化锌/二氧化锰产物。
[0071] 3)称取0.1g氧化锌/二氧化锰粉末,溶解到20mL浓度为0.5mol/L的盐酸中,20℃搅拌20分钟,超声2分钟后离心、清洗,50℃真空干燥14小时,获得空心管状氧化锰颗粒。
[0072] 4)将0.5g空心管状氧化锰颗粒与1.4g硫粉混合均匀放入聚四氟乙烯塑料瓶中,瓶内充满氩气,排除聚四氟乙烯瓶中的空气,然后在密封条件下150℃保温12小时,自然冷却降温,得到三维管状结构二氧化锰负载硫的复合材料。
[0073] 得到的二氧化锰负载硫的复合材料直径约500nm,在三维管状结构二氧化锰的内外表面都负载硫颗粒。
[0074] 三维管状结构二氧化锰负载硫的复合材料,采用上述方法制备得到。
[0075] 实施例5
[0076] 三维管状结构二氧化锰负载硫的复合材料的制备方法,包括以下步骤:
[0077] 1)2.0g六水合硝酸锌和2.4g氢氧化钾分别溶解在10mL水中,所得溶液搅拌10分钟后混合均匀,将混合溶液放入烘箱中,在60℃恒温反应6小时。反应结束后,将沉淀收集、离心、清洗,70℃真空干燥10小时。
[0078] 2)取0.8g高锰酸钾粉末,溶解到40mL水中,搅拌。取0.2g氧化锌与高锰酸钾溶液放入50mL的反应釜中,180℃反应8小时。将产物取出,离心沉淀清洗,80℃真空干燥10小时获得氧化锌/二氧化锰产物。
[0079] 3)称取0.1g氧化锌/二氧化锰粉末,溶解到20mL浓度为0.5mol/L的盐酸中,20℃搅拌20分钟,超声2分钟后离心、清洗,60℃真空干燥12小时,获得空心管状氧化锰颗粒。
[0080] 4)将0.5g空心管状氧化锰颗粒与1.5g硫粉混合均匀放入聚四氟乙烯塑料瓶中,瓶内充满氩气,排除聚四氟乙烯瓶中的空气,然后在密封条件下160℃保温10小时,自然冷却降温,得到三维管状结构二氧化锰负载硫的复合材料。
[0081] 得到的二氧化锰负载硫的复合材料直径约500nm,在三维管状结构二氧化锰的内外表面都负载硫颗粒。
[0082] 三维管状结构二氧化锰负载硫的复合材料,采用上述方法制备得到。