一種用于鋰硫電池正極的復合材料及其制備方法和應用與流程

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本發明涉及電級材料的制備領域，具體涉及一種用于鋰硫電池正極的復合材料及其制備方法和應用。

背景技術：

隨著社會的不斷發展，人類對于能源的需求日益增大，這也使我們面對環境污染和能源短缺的雙重壓力，因而清潔可再生能源開發和利用極為迫切。但目前備受推崇的風能、太陽能都是斷續能源，需要有相應的儲能設備與之配套，才能實現其持續供給。此外，無論是小型移動設備如手機、平板電腦用小功率密度電池，還是電動汽車用高功率密度電池，都對電池的性能提出了越來越高的要求。

目前廣泛應用的鋰離子電池在高能量密度電池中的應用的瓶頸主要在于目前規模化應用的過渡金屬氧化物正極材料的容量較低，只有300mahg^-1左右，且成本較高。

鋰硫電池是一種正在受到廣泛重視的高能量密度電池，作為正極材料的硫價格低廉，對環境無毒無害，其理論容量可達1675mahg^-1，能量密度為2600whkg^-1，十幾倍于目前商業使用的鈷酸鋰等正極材料。但由于硫正極本身不含鋰，其負極材料只能用金屬鋰，而金屬鋰負極在循環過程中有產生枝晶的可能，從而降低了電池的安全性。

硫化鋰是另一種鋰硫電池正極材料。使用硫化鋰作為正極材料，可避免使用鋰作為電池的負極，而由石墨等材料進行替代，電池成本低，安全性好；也可以采用高容量的硅和錫作為負極材料，從而提高電池的能量密度。而且由于硫化鋰中硫元素已經處于最高價態，相比于硫正極材料，避免了硫正極材料在嵌鋰后產生的體積膨脹，從而有利于保持電極在循環過程中的完整性，從而提高電池的循環性能。硫化鋰的理論容量為1166mahg^-1，相對于目前商業化的不超過300mahg^-1的鋰離子電池正極材料的容量要高很多。

但是目前硫化鋰存在一些問題需要解決，首先，硫化鋰的導電性非常差，常用的方法與高電導率的碳材料進行復合，從而提高正極材料的導電性。此外，硫化鋰充放電過程中會生成多硫化物，溶解在電解液中，造成活性物質的損失，所以常需將硫化鋰包覆在碳基體內。商業化的硫化鋰顆粒大，直接用于鋰硫電池正極材料在其首次脫鋰過程中需要很大的過電位，造成電解液的分解，破壞電池的正常使用。常需要通過有效的方法減小硫化鋰的顆粒尺寸，從而減小其首次脫鋰過程中的過電位，改善其電化學性能。但是硫化鋰的熔點高達938℃，很難采用像硫正極一樣的熔滲和蒸發的方式被結合到多孔碳材料的孔隙中。目前常用的方法是將硫化鋰與高電導率碳材料機械球磨，一方面減少硫化鋰的顆粒尺寸，并使硫化鋰顆粒能盡可能地被碳包裹。但這種方法獲得的復合材料中，硫化鋰和碳材料的接觸及碳材料對硫化鋰的包覆均不夠理想，從而電化學性能還是不夠理想。另一種較多研究的方法是將商業硫化鋰溶解到有機溶劑中，在析出到多孔及高電導率碳材料中，或再結合不同方法的進一步的碳包覆，如氣相沉積等，形成硫化鋰/碳復合正極材料，但這類方法往往制備過程復雜，生產效率低。

技術實現要素：

本發明提供了一種用于鋰硫電池正極的復合材料，具有容量高、循環性能好、成本低廉等優點。本發明還提供了所述復合材料的制備方法，工藝簡單，適合規模化生產。

具體技術方案如下：

一種用于鋰硫電池正極的復合材料，由硫化鋰納米顆粒和多孔碳復合而成，所述硫化鋰納米顆粒鑲嵌于多孔碳中。

該納米硫化鋰/多孔碳復合材料是以多孔碳為基體，硫化鋰納米顆粒鑲嵌于多孔碳基體中，同時硫化鋰納米顆粒的表面被多孔碳完全包覆。

作為優選，所述復合材料中硫化鋰的質量分數為40～90％，復合材料的顆粒尺寸為500nm～5μm。進一步優選，所述復合材料中硫化鋰的質量百分數為60～85％。

作為優選，所述硫化鋰納米顆粒的粒徑為3～100nm，所述多孔碳中孔尺寸為1～50nm。進一步優選，所述多孔碳中孔尺寸為1～30nm。

本發明還公開了上述的用于鋰硫電池正極的復合材料的制備方法，將硫化鋰與碳源進行球磨混合，再經炭化、冷卻后得到所述的鋰硫電池用正極材料；

所述的碳源選自聚丙烯腈、偏聚氟乙烯、聚乙烯或聚丙烯。選擇的碳源經炭化后具有部分的石墨化傾向，使得復合材料具有高的電子電導率，有利于提高材料活性物質的利用率和提高材料的高倍率性能。

所述的硫化鋰可以為大顆粒的商業硫化鋰，也可以是其它任何方法合成的硫化鋰。

作為優選，所述硫化鋰與碳源的質量比為0.1～10:1。進一步優選為0.5～5:1。

作為優選，所述球磨時間為0.5～10小時，球磨轉速100～500轉/分鐘；進一步優選，所述球磨的氣氛為真空、氮氣或氬氣氣氛，球磨在室溫下進行。

作為優選，所述炭化的溫度為940～1800℃，時間為0.5～10h，氣氛為真空、氮氣或氬氣氣氛。

經試驗發現，更為優選的制備復合材料的工藝條件如下：

所述硫化鋰與碳源的質量比為0.5～5:1，球磨轉速為300～500轉/分鐘，時間為2～5h，炭化的溫度為950～1500℃，時間為1～8h。

本發明公開的制備方法，首先將商業硫化鋰或以其它方法制備的硫化鋰與低成本的聚丙烯腈、偏聚氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯等高聚物在真空、氬氣或氮氣氣氛下進行球磨混合，以減少硫化鋰的顆粒尺寸，然后在940～1800℃的溫度下對混合物中的高聚物在真空、氬氣或氮氣氣氛下進行碳化處理。在碳化高聚物的過程中，高聚物首先熔化，包覆在硫化鋰顆粒外面。隨著溫度的進一步升高，硫化鋰熔化，熔融硫化鋰在高聚物碳化過程中間產物中流動，碳化過程中的高聚物和硫化鋰之間相互作用形成多孔碳材料，碳化過程結束，冷卻后，形成納米硫化鋰顆粒鑲嵌于多孔碳基體的復合材料。

硫化鋰顆粒的納米尺寸使得其在首次脫鋰過程中的過電位非常小。包覆在硫化鋰外的多孔碳材料形成導電網絡，既提高了硫化鋰/碳復合正極材料的導電性能，還有效避免了硫化鋰電極在充放電循環過程中形成的多硫化物在電解液中的溶解，減少活性物質的損失，包覆碳的多孔結構還可在充放電過程中為電子和鋰離子的提供更多的擴散和遷移通道。該多孔碳還具有部分的石墨化傾向，從而具有較高的電子電導率。

本發明公開了一種鋰硫電池用正極，將所述的復合材料與導電劑、粘結劑及溶劑混合制備成漿料，涂覆于鋁箔上，烘干后制備成所述正極。

優選：復合材料：導電劑：粘接劑以質量比7～8：1：1～2的比例在溶劑中混合形成漿料，粘接劑可以為本領域技術人員所常知非水性粘接劑，如聚偏二氟乙烯(pvdf)。所述溶劑為本領域技術人員所常知的溶劑，如n-甲基-吡咯烷酮(nmp)。導電劑為本領域技術人員所常知的乙炔黑、科琴黑、石墨或納米碳管中的一種或幾種。

以上述方法制備的正極片、再由負極以及介于正負極之間的電解液和隔膜紙組裝成鋰離子電池，

所述電解液可以為本領域技術人員所常知的非水電解液，如為電解質鋰鹽在非水溶劑中形成的溶液，如電解液為碳酸二甲酯(dmc)或碳酸二乙酯(dec)1,3-二氧戊環(dol)或乙二醇二甲醚(dme)或二(三氟甲基磺酸亞胺)鋰的二甲醚-四甘醇(tegdme)或二氧雜環己烷(doxl)或碳酸甲乙酯(emc)或碳酸乙烯酯(ec)或1,2-二甲氧基乙烷(dme)或1,4-二氧六環(diox)中的一種或幾種，鋰鹽為六氟磷酸鋰(lipf6)或雙(三氟甲烷磺酰)亞胺鋰(litfsi)或1-正丁基-1-甲基吡咯烷二(三氟甲基磺酰)酰亞胺(py14tfsi)或三氟甲基磺酰亞胺(li(cf3so2)2n)或三氟甲基磺酸鋰(licf3so3)中的一種或幾種，添加劑為lino3或鋰多硫化合物中的一種或兩種。負極材料可以是鋰金屬負極、碳基負極材料、硅基、錫基等鋰離子電池常用負極材料。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

本發明的硫化鋰納米顆粒/多孔碳復合正極材料中的碳為原位合成的多孔碳，對納米硫化鋰顆粒的包覆效果好，納米硫化鋰顆粒鑲嵌于碳基體中，兩者結合緊密，有效提高了硫化鋰和碳基體的電接觸，該多孔碳還具有部分的石墨化傾向，從而復合材料具有高的電子電導率，有利于提高材料活性物質的利用率和提高材料的高倍率性能。碳基體中存在尺寸為幾個至幾十個納米大小的孔洞，從而有利于充放電過程中電子的傳導和鋰離子的擴散，提高復合正極材料的高倍率性能。碳基體對硫化鋰的包覆充分，有效減少了硫化鋰和電解液的直接接觸，大大降低了硫化鋰反應過程中生成的多硫化物在電解液中的溶解，從而有效提高活性物質的利用率，提高材料的循環性能。

附圖說明

圖1為實施例1中，硫化鋰與聚丙烯腈以質量比2：1的比例混合球磨后得到的中間產物的sem照片。

圖2為實施例1制備的納米硫化鋰/多孔碳復合材料的bet數據，并給出單獨聚丙烯腈碳化材料、單獨硫化鋰熱處理材料的bet數據作為對比。

圖3為實施例1制備的納米硫化鋰/多孔碳復合材料(硫化鋰含量74wt％)掃描電鏡圖。

圖4為實施例1制備的納米硫化鋰/多孔碳復合材料(硫化鋰含量74wt％)透射電鏡圖。

圖5為以實施例1制備的納米硫化鋰/多孔碳復合材料(硫化鋰含量74wt％)為正極材料并組裝得到電池的循環性能圖。

圖6為以實施例1制備的納米硫化鋰/多孔碳復合材料(硫化鋰含量74wt％)為正極材料并組裝得到電池的不同倍率下循環性能圖。

圖7為實施例2制備的納米硫化鋰/多孔碳復合材料(硫化鋰含量59wt％)的氮氣吸附測試數據。

圖8為實施例2制備的納米硫化鋰/多孔碳復合材料(硫化鋰含量59wt％)掃描電鏡圖。

圖9為實施例2制備的納米硫化鋰/多孔碳復合材料(硫化鋰含量59wt％)透射電鏡圖。

圖10為以實施例2制備的納米硫化鋰/多孔碳復合材料(硫化鋰含量59wt％)為正極材料并組裝得到電池的循環性能圖。

圖11為以實施例2制備的納米硫化鋰/多孔碳復合材料(硫化鋰含量59wt％)為正極材料并組裝得到電池的不同倍率下循環性能圖。

圖12為實施例3制備的納米硫化鋰/多孔碳復合材料(硫化鋰含量81wt％)氮氣吸附測試數據。

圖13為實施例3制備的納米硫化鋰/多孔碳復合材料(硫化鋰含量81wt％)掃描電鏡圖。

圖14為實施例3制備的納米硫化鋰/多孔碳復合材料(硫化鋰含量81wt％)透射電鏡圖。

圖15為以實施例3制備的納米硫化鋰/多孔碳復合材料(硫化鋰含量81wt％)循為正極材料并組裝得到電池的環性能圖。

圖16為以實施例3制備的納米硫化鋰/多孔碳復合材料(硫化鋰含量81wt％)為正極材料并組裝得到電池的不同倍率下循環性能圖。

圖17為實施例4制備的納米硫化鋰/多孔碳復合材料(硫化鋰含量81wt％)氮氣吸附測試數據。

圖18為以實施例4制備的納米硫化鋰/多孔碳復合材料(硫化鋰含量40wt％)為正極材料并組裝得到電池的循環性能圖。

圖19為實施例5制備的納米硫化鋰/多孔碳復合材料(pvdf為碳源)氮氣吸附測試數據。

圖20為以實施例5制備的納米硫化鋰/多孔碳復合材料(pvdf為碳源)為正極材料并組裝得到電池的循環性能圖。

具體實施方式

實施例1

納米硫化鋰/多孔碳復合材料的制備：將氫化鋰和硫按照摩爾比2:1的比例混合，放入球磨罐中，放入碳化鎢材質磨球，球料比200:1，之后以500轉/分鐘的速度球磨24小時。取出樣品。將上述合成的硫化鋰與聚丙烯腈以質量比2：1的比例混合球磨4小時，球磨速度500轉/分鐘，球磨之后的掃描電鏡圖片如圖1所示，從圖中可以看出，一次顆粒的直徑都在100nm以下，顆粒度較小。球磨之后將混合物在流動的氬氣氣氛(流量為2升/分鐘)中加熱至1000℃保溫8小時，隨爐冷卻之后，得到的硫化鋰納米顆粒/多孔碳復合材料。復合材料中硫化鋰的質量百分數為74％，比表面積為33.14m²g^-1，碳中存在1～30納米的孔洞，孔體積為0.05cm³g^-1。做為對比，純硫化鋰和純聚丙烯腈加熱到1000℃之后得到的比表面積為0.21和0.12m²g^-1，說明只有將二者混合加熱才會有多孔結構，氮氣吸脫附數據如圖2所示，碳化之后硫化鋰/碳樣品的掃描電鏡圖片如圖3所示，碳化之后硫化鋰/碳樣品的透射電鏡圖片如圖4所示，可以看出，硫化鋰在混合物中是以納米顆粒的形式存在，顆粒度非常小，小于50nm，并且可以看到，圖中出現洋蔥狀的碳材料，碳材料的石墨化程度較高，具有比一般非晶碳碳更好的導電性，可以提高硫化鋰@碳復合材料的電化學性能。

正極片制備方法：將上述硫/碳復合材料與乙炔黑以及聚偏二氟乙烯(pvdf)按照質量百分比(wt.％)7.5：1：1.5的比例混合，之后加入n-甲基-吡咯烷酮(nmp)中攪拌均勻，形成漿料。將漿料涂覆在鋁箔上，之后將涂有漿料的鋁箔烘干，冷卻后，輥壓，再經裁剪制成所需尺寸的正極片。

鋰硫電池的制備：將電池正極片切割成65.00毫米×4.30毫米×0.18毫米，把鋰箔分切成70.00毫米×4.50毫米的負極片，以聚乙烯/聚丙烯(pe/pp)復合膜為隔膜，與制備的正極片，負極片卷繞成電芯，將電芯置于用鋁塑復合膜沖制的外包裝盒中，進行熱封合。封合時，留下注液口，注入含有1mol/l三氟甲基磺酸鋰(licf3so3)的二(三氟甲基磺酸亞胺)鋰的二甲醚-四甘醇(tegdme)電解液，制得鋰硫電池。

硫/碳復合鋰硫電池正極材料的電化學性能測試：

采用模擬電池對本實施例制備的硫/碳復合鋰硫電池正極材料組裝成cr2016型紐扣電池進行電化學測試，電池的組裝在水氧分壓均低于0.1ppm的環境中進行，以鋰片作為正極片的對電極，pe單層膜(entek)為隔膜，電解液成分以體積比1:1的1,3-二氧戊烷(dol)/1,2-二甲氧基乙烷(dme)，以0.1m的lino3為添加劑，鋰鹽為六氟磷酸鋰(lipf6)。采用land測試系統(武漢land電子有限公司)對電池進行電化學性能測試。充放電電流密度為116mahg^-1，電壓范圍1～3v。電池首次放電比容量達到970mahg^-1，其循環容量如圖5所示。在1～3v電壓范圍內，以不同的充放電倍率對電池材料進行充放電。得到的電化學性能如圖6所示，從圖中可以看出，li2s/26wt％c在0.5，1，2和4c的充放電倍率下，分別有746,610,434和270mah/g的容量，當電流變為0.1c之后，仍然有690mah/g的容量，說明在高倍率充放電條件下li2s/26wt％c仍然可以保持良好的結構，沒有被破壞。

實施例2

納米硫化鋰/多孔碳復合材料的制備：將硫化鋰與聚丙烯腈以質量比1：1的比例混合球磨6小時，硫化鋰的制備方法同實施例1，球磨速度400轉/分鐘，球磨之后將混合物加熱至1000℃保溫3小時，隨爐冷卻之后整個熱處理階段氣氛為流動氬氣條件，氬氣的氣流量為1升/分鐘，得到的納米硫化鋰/多孔碳復合材料，碳化之后的碳含量為41wt.％，比表面積達到24.36m²g^-1，氮氣吸脫附數據如圖7所示，碳化之后硫化鋰/碳樣品的掃描電鏡圖片如圖8所示，碳化之后硫化鋰/碳樣品的透射電鏡圖片如圖9所示。

正極制備方法：將上述硫/碳復合材料與乙炔黑以及聚偏二氟乙烯(pvdf)按照質量百分比(wt.％)7.5：1：1.5的比例混合，之后加入n-甲基-吡咯烷酮(nmp)中攪拌均勻，形成漿料。將漿料涂覆在鋁箔上，之后將涂有漿料的鋁箔烘干，冷卻后，輥壓，再經裁剪制成所需尺寸的正極片。

18650型鋰離子電池的制備：正極的制備按照質量分數硫碳混合物：乙炔黑：pvdf＝90:5:5配比之后溶于n-甲基吡咯烷酮(nmp)，混合均勻之后均勻的涂布在鋁箔上，烘干之后輥壓兩次，制成正極片。將正極極片、隔膜紙、鋰箔負極片卷繞在一起制成電池芯，把電池芯填入18650型圓柱殼，激光焊封口。注入電解液，電解液為體積比1:1的二(三氟甲基磺酸亞胺)鋰的二甲醚-四甘醇(tegdme)/1,4-二氧六環(diox)litfsi，鋰鹽為1摩爾每升的雙(三氟甲烷磺酰)亞胺鋰(litfsi)，制得鋰硫電池。

將正極片組裝成cr2032型紐扣電池進行電化學測試，電池的組裝在水氧分壓均低于0.1ppm的環境中進行，以鋰片作為正極片的對電極，pe單層膜(entek)為隔膜，電解液成分以體積比1:1的dol(1,3-二氧戊烷)/dme(1,2-二甲氧基乙烷)，以1摩爾每升的lino3為添加劑，鋰鹽為1摩爾每升的三氟甲基磺酰亞胺(li(cf3so2)2n)。在電化學測試儀(新威，深圳)上測試電化學性能。充放電電流密度為116mahg^-1，電池首次放電比容量達到953mahg^-1，200個循環之后仍有比容量457mahg^-1，循環容量如圖10所示。在1～3v電壓范圍內，以不同的充放電倍率對電池材料進行充放電。得到的電化學性能如圖11所示，li2s/41wt％c材料在0.5，1，2和4c的充放電倍率下，分別有707,530,380和204mah/g的容量，具有一定的高倍率性能。

實施例3

納米硫化鋰/多孔碳復合材料的制備：將硫化鋰與聚丙烯腈以質量比3：1的比例混合球磨8小時，硫化鋰的制備方法同實施例1，球磨速度300轉/分鐘，球磨之后將混合物加熱至1000℃保溫5小時，隨爐冷卻之后整個熱處理階段氣氛為流動氬氣條件，氬氣的氣流量為3升/分鐘，得到的納米硫化鋰/多孔碳復合材料，碳化之后的碳含量為19wt.％，比表面積達到17.23m²g^-1，氮氣吸脫附數據如圖12所示，碳化之后硫化鋰/碳樣品的掃描電鏡圖片如圖13所示，碳化之后硫化鋰/碳樣品的透射電鏡圖片如圖14所示，從圖中可以明顯看出有兩種形貌，一種形貌是較為粗糙的顆粒，如圖中數字2所示，另一種形貌是表面較為光滑的形貌，如圖中1所示。對光滑和不光滑區域做能譜線掃描，發現光滑區域的硫的信號比不光滑區域的信號強，說明光滑的區域是li2s樣品，而不光滑的區域是被碳覆蓋的，由于能譜對于碳元素的信號誤差非常大，所以不討論碳含量的區分。可以推斷出li2s/19wt％c樣品的li2s含量較高，碳材料不足以包覆所有的額li2s，所以在熱處理過程中，溫度上升到900℃以后，li2s開始熔化，熔化之后的li2s四處流動，由于碳含量較少，所以li2s從碳包覆層的間隙中流出，形成了圖13所示的形貌。

鋰硫電池的制備：將制得的鋰硫電池正極、隔膜、鋰金屬負極依次層疊好后納入55mm×34mm×6mm的方形鋁殼中，將含有1摩爾每升的六氟磷酸鋰(lipf6)的體積比1:1的碳酸二甲酯(dmc)/碳酸乙烯酯(ec)電解液注入電解液槽，密封電池鋁殼即可制得鋰硫電池。

將正極片組裝成cr2032型紐扣電池進行電化學測試，電池的組裝在水氧分壓均低于0.1ppm的環境中進行，以鋰片作為正極片的對電極，pe單層膜(entek)為隔膜，電解液成分以體積比1：1的dol(1,3-二氧戊烷)/dme(1,2-二甲氧基乙烷)，以1m的lino3為添加劑，鋰鹽為雙(三氟甲烷磺酰)亞胺鋰(litfsi)。在電化學測試儀(新威，深圳)上測試該復合正極材料的電化學性能。充放電電流密度為116mahg^-1，電池首次放電比容量達到919mahg^-1，200個循環之后仍有比容量288mahg^-1，循環容量如圖15所示。在1～3v電壓范圍內，以不同的充放電倍率對電池材料進行充放電。得到的電化學性能如圖16所示，li2s/19wt％c正極材料在電流達到2c的時候不能充放電，在1c的充放電倍率下容量為340mah/g。說明li2s/19wt％c材料有較差的高倍率性能，由于li2s/19wt％c材料中的li2s含量較高，不能很好的被碳包覆，裸露在外的li2s本身的導電性能較差，并且裸露在外面容易在充放電過程中溶于電解液，飛梭效應造成電池極化增大，所以高倍率性能較差。

實施例4

按照實施例2的方法制備硫化鋰/碳復合材料，硫化鋰的制備方法同實施例1，其中碳含量為質量分數60wt％，比表面積達到9.27m²g^-1，氮氣吸脫附數據如圖17所示。

按照實施例1的方法制備測試電池，對材料進行電化學性能測試。充放電電流密度為116mahg^-1，電池首次放電比容量達到934mahg^-1，200個循環之后仍有比容量412mahg^-1，循環容量如圖18所示。

實施例5

納米硫化鋰/多孔碳復合材料的制備：將硫化鋰與聚偏二氟乙烯以質量比4：1的比例混合球磨4小時，硫化鋰的制備方法同實施例1，球磨速度500轉/分鐘，球磨之后將混合物加熱至1000℃保溫5小時，隨爐冷卻之后整個熱處理階段氣氛為流動氬氣條件，氬氣的氣流量為2升/分鐘，得到的納米硫化鋰/多孔碳復合材料，復合材料的比表面積為19.69m²g^-1，氮氣吸脫附數據如圖19所示。

采用上述正極片組裝成cr2025型紐扣電池進行電化學測試，電池的組裝在水氧分壓均低于0.1ppm的環境中進行，以鋰片作為正極片的對電極，pe單層膜(entek)為隔膜，電解液成分以體積比1：1：1的碳酸甲乙酯(emc)/碳酸乙烯酯(ec)/1,2-二甲氧基乙烷(dme)，以0.2m的鋰多硫化合物為添加劑，鋰鹽為1-正丁基-1-甲基吡咯烷二(三氟甲基磺酰)酰亞胺(py14tfsi)。在電化學測試儀(新威，深圳)上測試該復合正極材料的電化學性能。充放電電流密度為116mahg^-1，電池首次放電比容量達到895mahg^-1，28個循環之后仍有比容量400mahg^-1，循環容量如圖20所示。

實施例6

納米硫化鋰材料的制備：首先將商業化硫化鋰放入球磨罐中，商業化硫化鋰顆粒的粒徑在1～10μm，按照球料比200:1的比例加入磨球，之后在氬氣氣氛下將商業化硫化鋰球磨24小時，得到納米硫化鋰材料。硫化鋰/多孔碳復合材料制備：將硫化鋰與聚吡咯以質量比4：1的比例混合球磨12小時，球磨速度400轉/分鐘，球磨之后將混合物加熱至1600℃保溫8小時，隨爐冷卻之后整個熱處理階段氣氛為流動氬氣條件，氬氣的氣流量為0.5升/分鐘，得到的納米硫化鋰/多孔碳復合材料。

將硫/碳復合材料按照實施例1中的方法制備成正極。

按照與實施例2相同的方法制備使用該正極的鋰硫電池。

將該電極按照實施例2中的方法裝配成測試電池，測試該硫/碳復合材料的電化學性能。測試電化學性能，該電極材料表現出良好的電化學性能。

實施例7

納米硫化鋰/多孔碳復合材料制備：將商業硫化鋰與聚乙烯以質量比1：1的比例混合球磨8小時，球磨速度300轉/分鐘，球磨之后將混合物加熱至1000℃保溫10小時，隨爐冷卻之后整個熱處理階段氣氛為流動氬氣條件，氬氣的氣流量為3升/分鐘，得到的納米硫化鋰/多孔碳復合材料。

將硫/碳復合材料按照實施例1中的方法制備成正極。

按照與實施例2相同的方法制備使用該正極的鋰硫電池。

將該電極按照實施例2中的方法裝配成測試電池，測試該硫/碳復合材料的電化學性能。測試電化學性能，該電極材料表現出良好的電化學性能。

實施例8

納米硫化鋰/多孔碳復合材料制備：將商業硫化鋰與聚丙烯以質量比1：1的比例混合球磨8小時，球磨速度300轉/分鐘，球磨之后將混合物加熱至1800℃保溫5小時，隨爐冷卻之后整個熱處理階段氣氛為流動氬氣條件，氬氣的氣流量為2.5升/分鐘，得到的納米硫化鋰/多孔碳復合材料。

將硫/碳復合材料按照實施例1中的方法制備成正極。

按照與實施例2相同的方法制備使用該正極的鋰硫電池。