本发明涉及电化学技术领域，具体为一种锂电池用新型硫碳复合材料及其制备方法。
背景技术：
随着电动汽车和便携式电子产品等技术的飞速发展，对二次电池的能量密度、环境友好和可循环利用提出了越来越高的要求。作为一种高能二次电池，锂离子电池的能量密度已达到150～180Wh/kg，但受到理论能量密度的极限制约，还需要发展具有高能量密度的二次电池体系。随着便携式电子产品的普及，储能技术和电动汽车的迅猛发展，对锂离子电池能量密度和功率密度的要求越来越高。
锂电池具有高比容量和高能量密度的特点，但是其存在着正极活性物质单质硫导电性差的缺点，放电过程中间产物多硫化物易溶解于电解液，在电解液中发生“穿梭效应”，造成活性物质的不可逆损失和容量衰减，同时最终放电产物的不溶解性和电绝缘性会导致正极和负极的钝化。为此，我们提出了一种锂电池用新型硫碳复合材料及其制备方法投入使用，以解决上述问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种锂电池用新型硫碳复合材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的存在着正极活性物质单质硫导电性差的缺点，放电过程中间产物多硫化物易溶解于电解液，在电解液中发生“穿梭效应”，造成活性物质的不可逆损失和容量衰减，同时最终放电产物的不溶解性和电绝缘性会导致正极和负极的钝化的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种锂电池用新型硫碳复合材料，该锂电池用新型硫碳复合材料的配方如下：
聚偏二氯乙烯：9～11g；
四氢呋喃溶液：500～700ml；
氢氧化钾/乙醇饱和溶液：300～500ml；
升华硫：20～25g。
一种锂电池用新型硫碳复合材料制备方法，该锂电池用新型硫碳复合材料制备方法的具体步骤如下：
S1：将9～11g聚偏二氯乙烯溶于200ml四氢呋喃溶液中，将300～500ml氢氧化钾/乙醇饱和溶液与剩余的四氢呋喃溶液混合成均匀溶液，在室温下将两种溶液混合；
S2：将步骤S1中得到的产物过滤，水洗至无氯离子，再用丙酮洗涤至滤液无色，并在室温下真空干燥后，得到介孔碳产物；
S3：使用两台燃烧定碳炉分别加热石英管两端，并在石英管中间缠绕加热带，将介孔碳和升华硫分别置于两台燃烧定碳炉的加热区域，在惰性气体的保护下进行加热并回收硫；
S4：将燃烧定碳炉中升华硫的一端的加热温度设有200℃，将介孔碳的一端加热温度设为300℃，保持6h后，得到粉末状硫碳复合材料产物。
优选的，所述步骤S1中，在溶液混合的过程中伴随着强力的机械搅拌，并反应1～3h。
优选的，所述步骤S4中，惰性气体为氮气，且氮气气流为30～50ml/min。
优选的，所述步骤S5中，在升温过程中，以10～15℃/min的升温速度升温至200℃和300℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用介孔碳作为导电骨架，提高硫正极的导电性，且介孔碳也为升华硫提供了稳定的电极结构，保证了复合材料的结构稳定性，防止充放电过程中结构的变化，升华硫嵌套在碳材料的微、介孔中，避免氧化还原过程中生成的二硫化物及多硫化物在电解液中的溶解，一定程度上对“穿梭效应”有很大改善，同时硫蒸气与碳材料接触面积小，得到的样品含硫量低，但是硫的利用率很高。
附图说明
图1为本发明工作流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
一种锂电池用新型硫碳复合材料，该锂电池用新型硫碳复合材料的配方如下：
聚偏二氯乙烯：9g；
四氢呋喃溶液：500ml；
氢氧化钾/乙醇饱和溶液：300ml；
升华硫：20g。
本发明还提供了一种锂电池用新型硫碳复合材料制备方法，该锂电池用新型硫碳复合材料制备方法的具体步骤如下：
S1：将9g聚偏二氯乙烯溶于200ml四氢呋喃溶液中，将300ml氢氧化钾/乙醇饱和溶液与剩余的四氢呋喃溶液混合成均匀溶液，在室温下将两种溶液混合，在溶液混合的过程中伴随着强力的机械搅拌，并反应1h；
S2：将步骤S1中得到的产物过滤，水洗至无氯离子，再用丙酮洗涤至滤液无色，并在室温下真空干燥后，得到介孔碳产物；
S3：使用两台燃烧定碳炉分别加热石英管两端，并在石英管中间缠绕加热带，将介孔碳和升华硫分别置于两台燃烧定碳炉的加热区域，在惰性气体的保护下进行加热并回收硫，惰性气体为氮气，且氮气气流为30～50ml/min；
S4：将燃烧定碳炉中升华硫的一端的加热温度设有200℃，将介孔碳的一端加热温度设为300℃，保持6h后，得到粉末状硫碳复合材料产物，在升温过程中，以10～15℃/min的升温速度升温至200℃和300℃。
实施例二
一种锂电池用新型硫碳复合材料，该锂电池用新型硫碳复合材料的配方如下：
聚偏二氯乙烯：11g；
四氢呋喃溶液：700ml；
氢氧化钾/乙醇饱和溶液：500ml；
升华硫：25g。
本发明还提供了一种锂电池用新型硫碳复合材料制备方法，该锂电池用新型硫碳复合材料制备方法的具体步骤如下：
S1：将11g聚偏二氯乙烯溶于200ml四氢呋喃溶液中，将500ml氢氧化钾/乙醇饱和溶液与剩余的四氢呋喃溶液混合成均匀溶液，在室温下将两种溶液混合，在溶液混合的过程中伴随着强力的机械搅拌，并反应3h；
S2：将步骤S1中得到的产物过滤，水洗至无氯离子，再用丙酮洗涤至滤液无色，并在室温下真空干燥后，得到介孔碳产物；
S3：使用两台燃烧定碳炉分别加热石英管两端，并在石英管中间缠绕加热带，将介孔碳和升华硫分别置于两台燃烧定碳炉的加热区域，在惰性气体的保护下进行加热并回收硫，惰性气体为氮气，且氮气气流为30～50ml/min；
S4：将燃烧定碳炉中升华硫的一端的加热温度设有200℃，将介孔碳的一端加热温度设为300℃，保持6h后，得到粉末状硫碳复合材料产物，在升温过程中，以10～15℃/min的升温速度升温至200℃和300℃。
实施例三
一种锂电池用新型硫碳复合材料，该锂电池用新型硫碳复合材料的配方如下：
聚偏二氯乙烯：10g；
四氢呋喃溶液：600ml；
氢氧化钾/乙醇饱和溶液：400ml；
升华硫：23g。
本发明还提供了一种锂电池用新型硫碳复合材料制备方法，该锂电池用新型硫碳复合材料制备方法的具体步骤如下：
S1：将10g聚偏二氯乙烯溶于200ml四氢呋喃溶液中，将400ml氢氧化钾/乙醇饱和溶液与剩余的四氢呋喃溶液混合成均匀溶液，在室温下将两种溶液混合，在溶液混合的过程中伴随着强力的机械搅拌，并反应2h；
S2：将步骤S1中得到的产物过滤，水洗至无氯离子，再用丙酮洗涤至滤液无色，并在室温下真空干燥后，得到介孔碳产物；
S3：使用两台燃烧定碳炉分别加热石英管两端，并在石英管中间缠绕加热带，将介孔碳和升华硫分别置于两台燃烧定碳炉的加热区域，在惰性气体的保护下进行加热并回收硫，惰性气体为氮气，且氮气气流为30～50ml/min；
S4：将燃烧定碳炉中升华硫的一端的加热温度设有200℃，将介孔碳的一端加热温度设为300℃，保持6h后，得到粉末状硫碳复合材料产物，在升温过程中，以10～15℃/min的升温速度升温至200℃和300℃。
综合以上实施例所述，本发明的最佳实施例为实施例三，本发明采用介孔碳作为导电骨架，提高硫正极的导电性，且介孔碳也为单质硫提供了稳定的电极结构，保证了复合材料的结构稳定性，防止充放电过程中结构的变化，单质硫嵌套在碳材料的微、介孔中，避免氧化还原过程中生成的二硫化物及多硫化物在电解液中的溶解，一定程度上对“穿梭效应”有很大改善。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。