[发明专利]硫碳复合物、其制备方法和包含其的锂二次电池

权利要求书

1.一种硫碳复合物，所述硫碳复合物包含：多孔碳材料，所述多孔碳材料的内表面和外表面涂布有包含离子传导性官能团和电子传导性官能团的聚合物；以及在所述多孔碳材料的内部和表面的至少一部分上的硫。

2.根据权利要求1所述的硫碳复合物，其中所述包含离子传导性官能团和电子传导性官能团的聚合物包含：选自由PEG(聚乙二醇)和聚环氧乙烷构成的组中的一种或多种化合物；和选自由PEDOT(聚(3,4-乙撑二氧噻吩))、噻吩和吡咯构成的组中的一种或多种化合物。

3.根据权利要求1所述的硫碳复合物，其中所述包含离子传导性官能团和电子传导性官能团的聚合物为下式1的化合物：

[式1]

其中x和y为相应单体的比率，x为0～1，y为1-x，并且R和R’各自独立地为C₁～C₂₀烃基。

4.根据权利要求1所述的硫碳复合物，其中相对于所述硫碳复合物的总重量，所述包含离子传导性官能团和电子传导性官能团的聚合物的含量为0.5重量％～5.0重量％。

5.根据权利要求1所述的硫碳复合物，其中硫的负载量为5mAh/cm²以上。

6.根据权利要求1所述的硫碳复合物，其中所述硫碳复合物含有重量比为9:1～7:3的硫和多孔碳材料。

7.根据权利要求1所述的硫碳复合物，其中所述多孔碳材料为选自由石墨、石墨烯、炭黑、碳纳米管、碳纤维和活性炭构成的组中的至少一种。

8.一种锂二次电池用正极，所述锂二次电池用正极包含如权利要求1～7中任一项所述的硫碳复合物。

9.一种用于制备硫碳复合物的方法，所述方法包含以下步骤：

(a)通过将多孔碳材料混合在含有包含离子传导性官能团和电子传导性官能团的聚合物的溶液中，然后将所得物干燥，来制备涂布有包含离子传导性官能团和电子传导性官能团的聚合物的多孔碳材料；以及

(b)通过将硫与所述涂布有包含离子传导性官能团和电子传导性官能团的聚合物的多孔碳材料混合，然后对所得物进行热处理，来制备硫碳复合物。

10.根据权利要求9所述的用于制备硫碳复合物的方法，其中所述多孔碳材料为选自由石墨、石墨烯、炭黑、碳纳米管、碳纤维和活性炭构成的组中的至少一种。

11.根据权利要求9所述的用于制备硫碳复合物的方法，其中所述包含离子传导性官能团和电子传导性官能团的聚合物包含：选自由PEG和聚环氧乙烷构成的组中的一种或多种化合物；和选自由PEDOT、噻吩和吡咯构成的组中的一种或多种化合物。

12.根据权利要求9所述的用于制备硫碳复合物的方法，其中所述溶液的溶剂为选自由乙醇和THF构成的组中的至少一种。

13.一种锂二次电池，所述锂二次电池包含如权利要求8所述的正极；负极；和电解质。