氮掺杂倒刺状碳纳米球/硫复合材料及其制备方法和应用 _科创中国

本发明公开了一种氮掺杂倒刺状碳纳米球/硫复合材料及其制备方法和应用。该复合材料包括硫以及作为硫宿主材料氮掺杂倒刺状碳纳米球，所述的碳纳米球由多根氮掺杂的类针刺状碳纤维按照球形形状组合而成，碳纤维是长短不一，所有的碳纤维从球形边缘射向球心形成倒刺状分布，碳纤维之间存在间隙，碳纤维汇聚到中心形成一个空腔。进一步以氮掺杂倒刺碳纳米球担载60‑75wt％硫作为正极应用于锂硫电池。利用内部空腔和碳纤维间隙为充放电过程中硫体积膨胀提供充足的空间；球内部长短不一的碳纤维能够很好的分散硫和吸附多硫化物，增大硫利用率和抑制多硫化物流失；外层氮原子掺杂碳更有效地抑制多硫离子流失，从而有效提升锂硫电池循环寿命和容量。