[发明专利]一种磷硫/碳复合材料及其制备和应用

权利要求书

1.一种硫磷/碳复合材料，用于负极极片，其特征在于，包括混合均匀的：作为电化学活性储锂材料及辅助催化剂的硫，具有电子导电性和锂离子导电性的碳材料以及作为主要活性中心的磷；所述硫为升华硫，均匀分散于所述硫磷/碳复合材料中，并与其中的所述磷发生部分化学键合，增强磷的反应活性和电化学循环稳定性；部分未键合的硫作为活性物质参与电化学储锂反应，和作为牺牲助剂，在电极表面形成惰性的锂硫化合物，覆盖磷的活性位点，从而缓解电解液在磷表面的分解度，提高电极可逆性；所述磷为单质红磷；所述碳材料为颗粒度小于200目的活性炭或石墨烯，碳纳米管以及其混合物。

2.一种制备权利要求1所述的硫磷/碳复合材料的方法，其特征在于具有如下步骤：

S1、研磨单质红磷；

S2、将升华硫与步骤S1得到的研磨后单质红磷按质量比1：1～9:1混合研磨，得到较均匀磷硫混合物；

S3、将步骤S2得到的较均匀磷硫混合物通过高能球磨法进行球磨处理，得到磷硫复合材料；

S4、将步骤S3得到的磷硫复合材料与碳材料按质量比1：1～9:1混合研磨，得到较均匀磷硫/碳复合材料；

S5、将步骤S4得到的较均匀磷硫/碳复合材料通过高能球磨法进行球磨处理，得到的球磨产物为硫磷/碳复合材料。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述高能球磨法指在99％及以上纯度的氩气保护下进行球磨。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S1的具体步骤如下：

将单质红磷在氩气或其他惰性气体保护下，在玛瑙研钵中手工研磨30分钟以上。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S2的具体步骤如下：将升华硫与步骤S1得到的研磨后单质红磷按比例在氩气或其他惰性气体保护下，在玛瑙研钵中手工研磨30分钟以上；

所述单质红磷为分析纯单质红磷；

所述升华硫为分析纯升华硫。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中，球磨速度为200rpm～500rpm，球磨时间为10h～30h。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S4的具体步骤如下：将步骤S3得到的磷硫复合材料与碳材料按比例在氩气保护下，在玛瑙研钵中进行手工研磨。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S5中，球磨速度为300rpm～500rpm，球磨时间为10h～30h。

9.一种使用权利要求1所述的硫磷/碳复合材料所装配的负极极片。