[发明专利]硫碳复合材料、其制备方法以及包含所述硫碳复合材料的锂二次电池

权利要求书

1.一种硫碳复合材料，其包含多孔碳材料；和在所述多孔碳材料的内部和表面的至少一部分中含有的硫，

其中所述多孔碳材料的内表面和外表面掺杂有碳酸酯类化合物，

其中基于所述硫碳复合材料的总重量，所述碳酸酯类化合物的含量为0.5重量％至5.0重量％。

2.根据权利要求1所述的硫碳复合材料，其中所述碳酸酯类化合物为选自由碳酸亚丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸亚乙酯和碳酸亚丁酯构成的组中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的硫碳复合材料，其中基于所述硫碳复合材料的总重量，所述碳酸酯类化合物的含量为1.0重量％至3.0重量％。

4.根据权利要求1所述的硫碳复合材料，其中所述硫碳复合材料以9:1至5:5的重量比包含硫和所述多孔碳材料。

5.根据权利要求1所述的硫碳复合材料，其中所述多孔碳材料为选自由石墨、石墨烯、炭黑、碳纳米管、碳纤维和活性炭构成的组中的至少一种。

6.一种锂硫电池用正极，其包含根据权利要求1至5中任一项所述的硫碳复合材料。

7.一种权利要求1所述的硫碳复合材料的制备方法，其包括以下步骤：

(a)准备多孔碳材料；

(b)将碳酸酯类化合物与挥发性溶剂混合以制备掺杂组合物；

(c)将所述步骤(a)的多孔碳材料与所述步骤(b)的掺杂组合物混合，然后干燥以制备掺杂有所述碳酸酯类化合物的多孔碳材料；和

(d)在掺杂有所述碳酸酯类化合物的多孔碳材料中混合硫，并且对其进行热处理以制备硫碳复合材料。

8.根据权利要求7所述的硫碳复合材料的制备方法，其中所述多孔碳材料为选自由石墨、石墨烯、炭黑、碳纳米管、碳纤维和活性炭构成的组中的至少一种。

9.根据权利要求7所述的硫碳复合材料的制备方法，其中所述碳酸酯类化合物为选自由碳酸亚丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸亚乙酯和碳酸亚丁酯构成的组中的至少一种。

10.根据权利要求7所述的硫碳复合材料的制备方法，其中所述挥发性溶剂为选自由乙醇和THF构成的组中的至少一种。

11.一种权利要求6所述的锂硫电池用正极的制造方法，其包括以下步骤：

(a)准备多孔碳材料；

(b)将碳酸酯类化合物与挥发性溶剂混合以制备掺杂组合物；

(c)将所述步骤(a)的多孔碳材料与所述步骤(b)的掺杂组合物混合，然后干燥以制备掺杂有所述碳酸酯类化合物的多孔碳材料；

(d)在掺杂有所述碳酸酯类化合物的多孔碳材料中混合硫，并且对其进行热处理以制备硫碳复合材料；和

(e)将在所述步骤(d)中制备的硫碳复合材料与导电材料和粘结剂混合，然后将它们干燥。

12.一种锂硫电池，其包含根据权利要求6所述的正极；负极；和电解质。