[发明专利]一种复合材料、其制备方法和在锂离子电池中的应用

权利要求书

1.一种复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)将水、硫化钠和升华硫混合，得到混合材料；

(2)将多孔碳纳米纤维与溶剂混合，得到多孔碳纳米纤维分散物；

(3)将所述混合材料、多孔碳纳米纤维分散物、表面活性剂与酸溶液混合，得到沉淀物；

(4)将所述沉淀物置于密闭容器中进行热处理，所述热处理的温度为200～500℃，得到复合材料，所述复合材料为纳米多孔碳/硫复合材料，所述复合材料中，硫元素以纳米单质硫的形式存在；

其中，步骤(2)所述多孔碳纳米纤维的制备过程包括：

(a)取聚丙烯腈与对苯二甲酸的质量比为(0.8～1.2):1，溶解于85～90wt％的冰醋酸中形成浓度为2.5～3.5mg/mL的纺丝溶液，通过静电纺丝方法制备聚丙烯腈纳米纤维；

(b)在氮气氛围下，将聚丙烯腈纳米纤维于500～1000℃下碳化，得到多孔碳纳米纤维。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述水、硫化钠和升华硫的质量比为200:(4～6):(5～8)。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述混合的方式为搅拌，将混合材料由黄色搅拌至橘黄色。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌的速率为80～150r/min。

5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌的时间为1.2～2.5h。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述多孔碳纳米纤维的比表面积为1000m²/g～1500m²/g。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述多孔碳纳米纤维与溶剂的质量比为(0.8～1.2):1。

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述溶剂包括NMP、DMF和DMAC中的任意一种或至少两种的组合。

9.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述表面活性剂为CTAB、十六烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠中的任意一种或至少两种的组合。

10.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述酸溶液为有机酸。

11.如权利要求10所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述酸溶液为HCOOH溶液、乙酸溶液和草酸溶液中的任意一种或至少两种的组合。

12.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述酸溶液的浓度为1.5～2.5mol/L。

13.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述混合材料与多孔碳纳米纤维分散物的质量比为1:(4～6)。

14.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述热处理的时间为1～5h。

15.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述密闭容器为高压釜。