[發(fā)明專利]一種用于鋰硫電池正極材料的碳硫復(fù)合物及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110314968.8
• 申請日: 2011-10-17
• 公開（公告）號: CN103050669A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張華民;王美日;張益寧;鐘和香;王倩;李婧
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類號: H01M4/38
• 分類號: H01M4/38;H01M4/139;H01M4/13
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.一種用于鋰硫電池正極材料的碳硫復(fù)合物，其特征在于：所述復(fù)合物包括碳材料和單質(zhì)硫，其中碳材料由孔徑2-5nm介孔碳和孔徑30-70nm的導(dǎo)電碳摻雜而成，且孔徑30-70nm的導(dǎo)電碳中含有0.5-1.7nm的微孔；單質(zhì)硫占復(fù)合物總量的10-90wt％。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳硫復(fù)合物，其特征在于：所述碳材料中微孔孔面積占孔總面積的30-70％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳硫復(fù)合物，其特征在于：所述孔徑為2-5nm的碳材料為有序介孔碳。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳硫復(fù)合物，其特征在于：所述導(dǎo)電碳為活性碳、導(dǎo)電炭黑、石墨炭、碳納米管、碳納米纖維中一種或二種以上。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳硫復(fù)合物，其特征在于：介孔碳與導(dǎo)電碳的質(zhì)量比為1∶4-4∶1。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的碳硫復(fù)合物，其特征在于：所述碳材料孔容為1.5-3.0cm³/g，比表面積為1000-2500m²/g。

7.一種權(quán)利要求1-6中任意之一所述碳硫復(fù)合物的制備方法，其

特征在于：

包括以下步驟，

1)制備多級孔分布的碳材料；

將孔徑為2-5nm的碳材料和孔徑包含0.5-1.7nm與30-70nm的導(dǎo)電碳按質(zhì)量比為1∶4-4∶1的比例通過研磨或超聲法制得混合粉末；

將混合粉末在惰性氣體保護下，于600-1000℃焙燒2-6h，得到多級孔分布的碳材料；

2)將1)所制備的多級孔分布的碳材料和單質(zhì)硫按質(zhì)量比為1∶1-1∶10進行混合；

3)在真空環(huán)境或惰性氣體保護下，將2)得到的混合物加熱至120-180℃，恒溫2-12h，繼續(xù)加熱至200-300℃，恒溫2-12h后冷卻至室溫，得到碳硫復(fù)合物。

8.一種權(quán)利要求1-6中任意之一所述碳硫復(fù)合物的應(yīng)用，其特征在于：所述碳硫復(fù)合物適用于以六氟磷酸鋰、高氯酸鋰、六氟砷酸鋰、三氟甲基磺酸鋰、二-三氟甲基磺酸酰亞胺鋰中一種或二種以上為鋰鹽的鋰硫電池。