[发明专利]核壳结构的材料、其制备方法及应用

权利要求书

1.一种核壳结构的材料，其特征在于包括：包含单质硫的核，以及，包覆所述核的壳层，所述壳层包含含硫有机物，所述含硫有机物中的硫以碳-硫化学键和/或硫-硫化学键形式存在，所述含硫有机物能够与选定物质反应而在所述壳层上形成原位包覆层，所述选定物质选自能够与所述含硫有机物发生亲核或者亲电反应的物质，所述选定物质选自含磷和/或氟的有机化合物，所述的核包括碳硫复合材料，其中所述碳硫复合材料中单质硫的含量在70wt%以上而小于100%，所述碳硫复合材料具有介孔结构，其孔容为0.8～1.0cm³/g，所含孔洞的孔径为2～50nm，所述核壳结构的材料具有多孔结构，其孔容为0.8～1.0cm³/g，所含孔洞的孔径为2～50nm，所述壳层的厚度为10～20nm，含硫有机物与单质硫的质量比为1：10～1：20；

并且，所述核壳结构的材料的制备方法包括：

将介孔碳材料与单质硫粉体均匀混合后，于100～200℃加热12～24h，形成碳硫复合材料，之后将所述硫碳复合材料与聚合物单体及能够促成聚合反应的引发剂和/或聚合物于溶剂中充分混合，从而制得聚合物包覆的核；

将所述聚合物包覆的核与单质硫混合均匀，再在惰性气体氛围下于300～450℃煅烧3～6h，获得所述核壳结构的材料；其中所述的核包括单质硫，所述聚合物包括聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚苯乙烯中的任意一种或两种以上的组合。

2.根据权利要求1所述的核壳结构的材料，其特征在于：所述的核包括单质硫与导电剂的复合材料。

3.根据权利要求1所述的核壳结构的材料，其特征在于：所述含硫有机物包括硫化聚丙烯腈、硫化聚氯乙烯和硫化葡萄糖中的任意一种或两种以上的组合。

4.根据权利要求1所述的核壳结构的材料，其特征在于：所述含磷和/或氟的有机化合物包括三苯基膦，三(2,2,2-三氟乙基)亚磷酸酯中的任意一种或两种的组合。

5.如权利要求1-4中任意一项所述的核壳结构的材料于制备锂硫电池中的用途。

6.一种锂硫电池正极材料，其特征在于包括权利要求1-4中任意一项所述的核壳结构的材料。

7.一种锂硫电池，包含正极、负极及电解液，其特征在于：所述正极包含权利要求6所述的锂硫电池正极材料，所述电解液包含选定物质，所述选定物质能够与所述核壳结构的材料内的含硫有机物发生亲核或者亲电反应，从而在所述核壳结构的材料的壳层上生成原位包覆层，所述选定物质选自含磷和/或氟的有机化合物。

8.根据权利要求7所述的锂硫电池，其特征在于：所述含磷和/或氟的有机化合物包括三苯基膦，三(2,2,2-三氟乙基)亚磷酸酯中的任意一种或两种的组合。

9.根据权利要求7-8中任一项所述的锂硫电池，其特征在于：所述电解液包含1wt%-10wt%所述选定物质。