[发明专利]一种多孔硫磺/碳复合材料及其制备方法和锂硫电池应用

摘要

本发明涉及一种多孔硫磺/碳复合材料以及制备方法，并且以制备的多孔硫磺/碳复合材料为正极的锂硫电池的应用。制备方案如下：1)将固体硫磺进行低温熔融一定时间，使硫液化并且S8发生开环聚变反应；2)升高温度，将液体硫气化，将气化后的硫高速喷入密封反应器内；3)将预先制备好的碳的低温有机溶剂分散液，同时喷入密闭反应器内，使高温的硫蒸汽发生淬冷，并且在淬冷过程中形成硫与碳的复合固体材料；4)分离多孔硫/碳固体和有机溶剂，并进行萃取，制备得到高纯度的多孔硫/碳复合材料；5)高速球磨后将多孔硫/碳复合材料制备成可用于锂硫电池正极的电极材料。该材料可以用于制备锂硫电池的正极，并且表现出优异的电化学性能。

主权项

1.一种多孔硫磺/碳复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：将固体硫磺在120～150℃下，低温熔融3～5h，使固体硫转变成液体硫以及使S8发生开环聚变反应；步骤2：升高温度，在500～700℃下使液体硫气化，将气化后的硫蒸汽喷入反应器内；步骤3：将碳的有机溶剂低温分散液，进行雾化并且与硫蒸汽同时喷入密闭反应器内，使高温的硫蒸汽发生淬冷，并且在淬冷后沉降形成多孔硫/碳的复合固体材料；步骤4：分离多孔硫/碳固体和有机溶剂，使用萃取剂对固体材料进行萃取，制备得到高纯度的多孔硫/碳复合固体材料；步骤5：采用高能球磨的手段，对制备的多孔硫/碳复合固体材料进行球磨，得到颗粒尺度为纳米尺度的多孔硫/碳复合粉体电极材料。