[发明专利]一种锂二次电池用新型硫碳复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种锂二次电池用新型硫碳复合材料，其特征在于：通过气相沉积法将硫颗粒负载到碳孔中制备而成。

2.根据权利要求1所述的锂二次电池用新型硫碳复合材料，其特征在于：所述的硫碳复合材料中含硫量为50% - 80%。

3.一种根据权利要求1或2所述的锂二次电池用新型硫碳复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将导电炭黑用KOH在管式炉中800 ℃活化，得到KOH扩孔的导电碳黑；后将活化的导电炭黑与碳纳米管球磨混合均匀，得到混合炭材料，作为基体碳；最后通过热处理使硫颗粒熔融进入碳纳米管/KOH活化的导电炭黑的碳孔里，制备硫碳复合材料。

4.根据权利要求3所述的锂二次电池用新型硫碳复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）常温下，将导电炭黑与KOH以质量比为1:4溶于蒸馏水中，搅拌，形成均一的混合溶液，后将该混合溶液置于加热套中并在60 ℃搅拌蒸干，得到混合粉末；

（2）将上述混合粉末置于管式炉中，在氮气气氛下以2 ℃/min的速度升温至800 ℃，并在800 ℃活化，得到KOH扩孔的导电碳黑；

（3）将上述导电炭黑用蒸馏水和无水乙醇反复洗涤抽滤数次，直至溶液呈中性，并在60 ℃真空干燥，得到活化的导电炭黑；

（4）将导电炭黑与碳纳米管以一定的质量比混合，置于球磨罐中，球磨混合均匀，之后把单质硫和混合炭材料以一定的质量比混合，并置于球磨罐中，球磨混合均匀；

（5）将单质硫与碳纳米管/KOH活化的导电炭黑的混合粉末转移至充满高纯氩气的不锈钢密闭反应釜中，在Ar保护下以5 ℃/min的速度加热至150 ℃并热处理，后升温至300 ℃并保温， 自然冷却后既得硫-碳复合材料。

5.根据权利要求4所述的锂二次电池用新型硫碳复合材料，其特征在于：步骤（1）中，所述的导电炭黑可以是可以是微孔碳、介孔碳、多孔碳、氧化石墨烯、石墨烯中的一种。

6.根据权利要求4或5所述的锂二次电池用新型硫碳复合材料，其特征在于：步骤（2）中，所述的KOH活化导电炭黑的时间为0.5 - 3 h。

7.根据权利要求4或5所述的锂二次电池用新型硫碳复合材料，其特征在于：步骤（4）中，所述的导电炭黑与碳纳米管的比例为0.33-3:1中的一种比例。

8.根据权利要求4或5所述的锂二次电池用新型硫碳复合材料，其特征在于：步骤（5）中，所述的单质硫与混合碳材料的质量比为1 - 4：1。

9.根据权利要求4或5所述的锂二次电池用新型硫碳复合材料，其特征在于：步骤（1）搅拌5-6 h，步骤（3）干燥12 h，步骤（4）球磨时间为0.5-1 h，步骤（5）150 ℃热处理时间为8 h，300 ℃保温时间为3 h。

10.根据权利要求4或5所述的锂二次电池用新型硫碳复合材料，其特征在于：步骤（2）活化2 h。