[发明专利]一种硫/三聚氰胺基多孔骨架复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种硫/三聚氰胺基多孔骨架复合材料，该材料为固体粉末状，以含有三嗪环结构的多孔骨架为载体，载体中碳、氮、氢原子比为3～4：6～4：1～2，载体表面负载有硫单质；复合材料的粒径尺寸为1～1.5μm，其中，复合材料中硫的质量百分含量为60～75％。

2.如权利要求1所述的硫/三聚氰胺基多孔骨架复合材料的制备方法，其特征为该方法包括以下步骤：

将升华硫粉与三聚氰胺以及多元芳基醛(Ar-CHO)置于反应管中，搅拌分散；再在氩气氛围下，加热至160～180℃反应48～72小时后，停止加热，自然冷却至室温后，将反应产物研磨后得固体粉末，即为所制备的硫/三聚氰胺基多孔骨架复合材料；

其中，质量比为升华硫粉：三聚氰胺：多元芳基醛＝1.0～2.0：0.4～1.2：0.5～2.0。

3.如权利要求2所述的硫/三聚氰胺基多孔骨架复合材料的制备方法，其特征为所述的多元芳基醛为1,4-对苯二甲醛、4,4’-联苯二甲醛、2,6-萘二羧醛这类二元芳基醛中的一种；或者1,3,5-均苯三甲醛、1,3,5-三(对甲酰基苯基)苯、2,4,6-三(4-醛基苯基)-1,3,5-三嗪这类三元芳基醛或者3,3’,5,5’-四醛基联苯。

4.如权利要求1所述的硫/三聚氰胺基多孔骨架复合材料的应用方法，其特征为用于锂-硫二次电池正极活性材料。

5.如权利要求4所述的硫/三聚氰胺基多孔骨架复合材料的应用方法，其特征为包括以下步骤：

将硫/三聚氰胺基多孔骨架复合材料与导电剂和粘结剂按质量比5-8：1：1进行球磨混合，混合均匀后滴加分散剂，研磨搅拌后获得正极浆料，利用涂覆机将浆料均匀涂覆在铝箔基体上，涂覆厚度为15～20μm；并将上述极片放入温度为60～80℃的真空干燥箱中烘干12～24小时；最后将烘干后的铝箔裁剪成直径10mm的小圆片，作为锂-硫二次电池的正极材料备用。

6.如权利要求5所述的硫/三聚氰胺基多孔骨架复合材料的应用方法，其特征为所述的球磨转速为300～600r/min条件下混合处理4～8小时，活性物质负载量为1.5～2mg/cm²。

7.如权利要求4所述的硫/三聚氰胺基多孔骨架复合材料的应用方法，还包括复合材料的锂-硫二次电池器件的组装：

在充满氩气的手套箱中，依次将正极壳、复合材料正极极片、高浓度锂盐电解液、隔膜、锂负极、垫片、弹簧片、负极壳组装，用压片机制备成标准扣式电池；电池型号为CR2032、CR2025中的一种；

所述的导电剂为乙炔黑、Super-P中的一种；粘结剂为LA132、聚偏氟乙烯(PVDF)、海藻酸钠中的一种；分散剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)中的一种；

所述的商用隔膜为Celgard-2400、Celgard-2325中的一种；高浓度锂盐电解液为1.0MLiTFSI，DOL/DME(体积比1：1)与1.0％LiNO₃混合物或1.0M LiSO₃CF₃，DOL/DME(体积比1：1)与2.0％LiNO₃混合物中的一种。