锂硫电池用聚硫化物正极材料、设备制作方法及应用与设计方案
锂硫电池正极材料：硫化聚丙烯腈
定性 …。 这种有机 聚合物 的种类很 多 ， 如聚 二乙基硅 氧烷 、 苯 乙烯 、 聚 聚
（一甲基 一５ ２ 一乙烯 基 吡 啶 ） 以及 聚 氯 乙烯 等 。
中， 以能够有 效地 抑 制放 电产 物在 所
电解 液 中的溶 解 ， 阻止 电极 在 充放 电 循 环 中的恶化 。 同时 ， 这类复 合材料在 室温 下的 电子 导 电率较 高 ， 在很 大程
的状 态 下 ， 一个 月 内几 乎 观察 不到 自
上 的 ２ Ｎ原料进行 电化学 实验对 种ＰＡ 比， 出结 论 ： 分 布 并且 纯度 高 的 得 窄 ＰＡＮ样 品硫化 后 ， 具有 更好的 电化学 性 质 。 用热 分析 仪器 对 不 同 比例 的 应 Ｓ ＡＮ复 合体系进行分析 ， 出了 －Ｐ 找 ｓ ＡＮ正极反应 的一些 内部规律 。 —Ｐ 热 学 实验表 明 ： 硫单质 含量 较低 的情 在
区间的峰为放 热峰 ， 含量较 高的情 在ｓ
况 下 （ ： ＡＮ＝ Ｓ Ｐ ４：１ ，２ ）３ ０～３ ０ ６￣ Ｃ区
间的峰为吸热峰 。 因是 ：含 量低时 ， 原 ｓ
Ｐ ＡＮ与Ｓ 元素发生化学反 应 ， 释放 出热
碳单键转化为双键 ， 同时腈基消失并环 化， 形成 共轭 的 环状 物 ； 外 、 曼 红 拉 以及 ｘ射 线光 电子 光 谱均 检 测 到碳 一
Ｅ嬲
Ｉ Ｆ Ｏ ＴＥ Ｒ Ｎ ＩＲ
锂硫 电池正极材料 硫化聚丙烯腈 ■
■ 文／ 赵 鹏 王 莉 李建军 高 剑 姜长印 万春 荣 何 向明
１ 清华大学核 能与新 能源技术研 究院新型 能源 与材料化 学研究室 ．
２ 汽车安全与节能国家重 点实验 室 ．
在 一 定 温 度 下 ， 机 聚 合 物 会 有 与 硫 （ 单 质 发 生脱 氢 硫 化反 应 ， ｓ） 生 成 导 电 聚 合 物一 一 硫 复 合 材 料 ， 这 类 材 料 以导 电 高 分 子 为 主链 ， 够 能 提 高 正 极 材 料 的导 电性 和 结 构 稳定 性 ， 发生 氧化 还原反 应 的Ｓ 基 团 而 －Ｓ
锂硫电池正极制备
锂硫电池正极制备
锂硫电池是一种新型的高能量密度电池，具有较高的能量密度、较长的循环寿命和较低的成本，因此备受关注。
其中，正极材料是锂硫电池中最重要的组成部分之一，其制备对于锂硫电池的性能和应用具有至关重要的影响。
锂硫电池正极材料的制备方法主要有两种：化学合成法和物理制备法。
化学合成法是指通过化学反应合成锂硫化合物，再将其作为正极材料使用。
这种方法具有制备工艺简单、成本低廉等优点，但是由于化学反应过程中产生的副产物会影响电池的性能，因此需要进行后续的处理和纯化。
物理制备法则是指通过物理手段将锂和硫直接混合制备成正极材料。
这种方法具有制备过程简单、无需后续处理等优点，但是由于锂和硫的反应性较强，制备过程中需要控制反应条件，否则会影响电池的性能。
除了制备方法外，正极材料的组成和结构也对锂硫电池的性能有着重要的影响。
目前，常用的锂硫电池正极材料主要有硫化锂、硫化钴锂、硫化铁锂等。
其中，硫化锂是最常用的正极材料之一，具有较高的能量密度和较长的循环寿命，但是由于硫化锂的导电性较差，需要与导电剂混合使用。
硫化钴锂和硫化铁锂则具有较好的导电性和较高的电化学活性，但是由于其价格较高，目前还未得到广泛应用。
锂硫电池正极材料的制备是锂硫电池研究的重要方向之一，其制备
方法、组成和结构都对电池的性能和应用具有重要的影响。
未来，随着锂硫电池技术的不断发展和完善，相信锂硫电池将会成为一种重要的能源储存和利用方式。
锂离子电池正极材料硫化锂的制备与表征
锂离子电池正极材料硫化锂的制备与表征锂离子电池在当今的电子产品和机械设备中应用广泛，因为其高能量密度、低自放电率和轻便等特点。
而硫化锂作为一种重要的锂离子电池正极材料，其电化学性能和稳定性受到广泛关注。
本文将着重介绍硫化锂的制备和表征。
一、硫化锂的制备硫化锂制备的方法比较多，常见的方法包括高温固相法、溶胶-凝胶法、氢气还原法等。
以下将详细介绍高温固相法和溶胶-凝胶法。
1. 高温固相法高温固相法是制备硫化锂最常见的方法之一。
其主要原理是将硫粉末和锂粉末按一定的比例混合，放入高温炉中，在高温下反应生成硫化锂。
具体的反应方程式为Li+1/2S2→Li2S。
此方法的主要优点是制备工艺简单，且成本较低。
然而，其缺点也是显著的：反应后产生的硫化锂颗粒较大，具有不良的电化学性能和循环寿命短等缺陷。
2. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法也是制备硫化锂的一种方法。
该方法的原理是将锂盐和硫化物悬浮在介质溶剂中，形成凝胶。
然后，将凝胶进行干燥、煅烧等步骤，制得硫化锂。
此方法的主要优点是能够制备颗粒大小均匀、电化学性能良好的硫化锂。
然而，工艺复杂，成本高昂。
二、硫化锂的表征硫化锂的表征是关键的步骤，可以帮助研究人员评估硫化锂的电化学性能和稳定性。
以下将介绍主要的表征方法。
1. X射线粉末衍射（XRD）XRD是一种常用的硫化锂表征方法。
该方法通过分析硫化锂的衍射光谱，可以得知硫化锂的结晶类型、纯度等信息。
此外，XRD还可以检测样品中的杂质和非晶相。
2. 扫描电镜（SEM）SEM可以通过对样品的表面进行扫描，得到样品的形貌和结构信息。
由于硫化锂的形态和结构对其电化学性能有重要影响，因此SEM成为了硫化锂表征的重要手段。
3. 比表面积测试（BET）BET是一种用于测定材料表面积的表征方法。
硫化锂的比表面积大小与其电化学性能密切相关。
越大的比表面积意味着越多的活性位点，从而使得硫化锂具有更好的电化学性能。
4. 循环伏安法（CV）CV是一种测试材料纯度和电化学特性的方法。
全固态锂硫电池综述
全固态锂硫电池综述
全固态锂硫电池是一种新型的高能量密度电池，具有广阔的应用前景。
本文综述了全固态锂硫电池的研究进展和挑战。
全固态锂硫电池由固态电解质、锂金属阳极和硫正极组成。
与传统液体电解质锂硫电池相比，全固态锂硫电池具有更高的能量密度、更长的循环寿命和更好的安全性能。
目前，全固态锂硫电池的电解质主要包括固态聚合物电解质和固态氧化物电解质。
固态聚合物电解质具有良好的离子导电性和机械强度，但在高温下容易熔化。
固态氧化物电解质具有较高的离子导电性和化学稳定性，但制备成本较高。
全固态锂硫电池的硫正极材料主要包括硫化物、硫化合物和硫/碳复合物。
硫化物和硫化合物具有较高的硫质量比，但容易析出多硫化物并导致电池失活。
硫/碳复合物具有良好的电化学性能和稳定性。
全固态锂硫电池面临一些挑战。
首先，全固态电解质的热稳定性和机械强度需要进一步提高。
其次，锂金属阳极的表面稳定性需要改善，以防止金属锂的表面反应和析出。
同时，硫正极材料的小颗粒尺寸和高活性也需要解决。
总之，全固态锂硫电池具有巨大的潜力，但还需要进一步的研究和开发，以解决其面临的挑战，并实现商业化应用。
锂硫电池硫导电聚合物正极材料的研究进展
锂硫电池硫／导电聚合物正极材料的研究进展／俞栋等141锂硫电池硫／导电聚合物正极材料的研究进展。
俞栋，徐小虎，李宇洁，汪冬冬，周小中(西北师范大学化学化工学院，生态环境相关高分子材料教育部重点实验室，甘肃省高分子材料重点实验室，兰州730070)摘要综述了锂硫电池硫／导电聚合物正极材料的研究进展。
重点探讨了导电聚合物在硫基正极材料改性中的制备方法、结构设计，并对其中存在的问题进行了分析。
最后对硫／导电聚合物正极材料的进一步发展及商业化应用进行了展望。
关键词锂硫电池正极复合材料导电聚合物中图分类号：TM912文献标识码：A DOI：10．11896／j．iss n 1005—023X 2014．23．029Research Progress of Sulfur／ConductiVe PolymeI’s CathodeMaterials fOr Lithi叫n／SulfurBatteriesYU Dong，XU Xiaohu，LI Yuj ie，WANG Dongdong，ZHOU Xiaozhong (Key Laboratory of Eco_Environment-Related Pol珊er Materials of Ministry of Educa ti on，Ke y L ab or at o ry ofP01)咖er Materials of Gansu P rovin ce，Colle ge of Chemistry&Chemical E n gi n e e ri n g，No rt hw es t N or nl al U ni ve rs it y，L an zh ou 730070)A如sh‘act The res ear ch p r o g r e s s of sulfur／conductive polymers cath ode Imterials for hthiurn／sulfur bat te ri es is s ur n m ar i z ed T h e st r u c t u r al d e s i g n s，p r e p a r a t；o n p r o c e s se s，a n d of c o n d u c t i v e p o l y l n e r s in sulfur composites perfor_m a n c e i m pr o v e m e n t a s cathod e nlateriaIs a r e systeHlaticany discussed and problems as sociated with these rmterials a r ealso analyzed Fina l ly，t he f u rt h er de ve lop me nt an d the commercializat ion of sulfur／conductive polymers cath ode ma te—rials a re d isc uss ed．量(ey w o r d s lithium／sulfur batteries，cathode，composites，conductive polym ers减[20’2¨。
锂硫电池的原理简图及应用
锂硫电池的原理简图及应用原理简介锂硫电池是一种新型的电池技术，采用锂金属和硫作为电极材料，具有高能量密度、长寿命和环保等优点。
本文将详细介绍锂硫电池的工作原理，并探讨其在各个领域的应用情况。
锂硫电池的工作原理锂硫电池的工作原理基于锂离子的嵌入/脱嵌反应和硫化物的电化学反应。
以下是锂硫电池的工作原理简图：1.正极反应•嵌入/脱嵌反应：正极材料通常采用硫，锂离子在放电过程中从锂金属或锂离子型的正极通过电解液转移到硫正极材料上，形成Li2S化合物。
充电时，锂离子从硫正极材料移动回锂金属或锂离子型正极。
•电子导体：正极材料中的电子通过外部电路流动来完成电池的充放电过程。
2.负极反应•嵌入/脱嵌反应：负极一般采用锂金属或碳材料，锂离子在充电时从正极释放出来，通过电解液移动到负极并被嵌入负极材料中。
3.电解液和隔膜•电解液：电解液通常采用锂盐溶于有机溶剂，负责运输和嵌入/脱嵌过程中的离子传导。
•隔膜：隔膜用于阻止正负极直接接触，同时允许离子传输。
4.工作状态•放电状态：在放电状态下，锂离子从正极脱嵌并通过电解液移动到负极，同时释放出电子供给外部电路。
•充电状态：在充电状态下，外部电源提供电子，使锂离子从负极脱嵌并通过电解液返回正极嵌入。
锂硫电池的应用由于锂硫电池具有高能量密度、长寿命和环保等特点，它在多个领域中具有广泛的应用。
以下是锂硫电池在一些领域的具体应用情况：1.电动汽车•由于锂硫电池具有高能量密度，可以提供更高的续航里程，因此在电动汽车领域有广泛的应用前景。
锂硫电池还具有较低的成本和高循环寿命，可以提供更经济和可靠的电动汽车解决方案。
2.可再生能源储存•锂硫电池能够快速充电和放电，适合于储存可再生能源如太阳能和风能等。
它能够平衡电网供需，并提供稳定的电力输出，具有很大的潜力用于可再生能源储存系统。
3.便携式电子设备•锂硫电池的高能量密度使其非常适合用于便携式电子设备，如智能手机、平板电脑和便携式音频设备等。
锂硫电池资料
03
锂硫电池在电动汽车领域的应用
锂硫电池在电动汽车中的能量密度优势
高能量密度
• 锂硫电池的高比能量有利于提高电动汽车的续航里程 • 高能量密度有利于减轻电动汽车的重量，提高行驶性能
能量密度优势
• 锂硫电池的能量密度远高于传统锂离子电池，满足电动 汽车高能量密度需求 • 能量密度优势有利于提高电动汽车的市场竞争力，降低 能耗
高比能量
• 锂硫电池的理论比能量高达2600 Wh/kg，满足高能量 密度应用需求 • 高比能量有利于减轻电池重量，提高系统能量密度
高比功率
• 锂硫电池的理论比功率高达5000 W/kg，满足高功率密 度应用需求 • 高比功率有利于提高电池的加速性能和爬坡能力
锂硫电池的循环寿命及稳定性
循环寿命
• 锂硫电池的循环寿命长达数百次，满足长寿命应用需求 • 循环寿命的提高有利于降低电池维护成本，提高电池使用寿命
锂硫电池的隔膜及其重要性
隔膜材料：多孔聚合物膜
• 高锂离子传导性，提高电池性能 • 良好的机械强度，防止电池变形 • 高热稳定性，提高电池安全性
隔膜的重要性
• 防止正负极直接接触，导致短路 • 维持锂离子传输通道，提高电池性能 • 提高电池安全性，防止热失控
02
锂硫电池的性能特点及优势
锂硫电池的高比能量及高比功率特性
高比能量
• 锂硫电池的高比能量有利于提高航空器的航程和载荷 • 高比能量有利于减轻航空器的重量，提高飞行性能
高比能量优势
• 锂硫电池的高比能量远高于传统锂离子电池，满足航空 航天高能量密度需求 • 高比能量优势有利于提高航空器的市场竞争力，降低能 耗
锂硫电池在航空航天中的高比功率优势
高比功率
聚合物 锂硫电池 正极 材料
聚合物锂硫电池正极材料
聚合物在锂硫电池正极材料中扮演着重要的角色。
锂硫电池是
一种潜在的高能量密度电池，其正极材料通常由硫和导电剂组成。
而聚合物在这一体系中的作用主要体现在以下几个方面：
1. 离子传导，聚合物可以用作锂离子的传导介质，帮助锂离子
在正极材料中的传输。
通过设计合适的聚合物结构，可以提高锂离
子在正极材料中的扩散速率，从而提高电池的充放电性能。
2. 机械支撑，聚合物可以作为硫的载体，通过包覆硫颗粒的方
式来防止硫的溶解和析出，从而提高电池的循环稳定性。
聚合物的
柔韧性和强度可以有效地抑制硫的体积膨胀，减少电极材料的损耗，延长电池的使用寿命。
3. 化学稳定性，合适的聚合物可以提供对硫的良好包裹和保护，减少硫与电解液之间的反应，从而提高电池的循环稳定性和安全性。
因此，设计合适的聚合物对于锂硫电池正极材料的性能至关重要。
研究人员正在不断探索新型的聚合物材料，以期改善锂硫电池
的性能，推动其在电动汽车和储能领域的应用。
硫化锂正极材料
硫化锂正极材料硫化锂正极材料是锂离子电池中的重要组成部分，它的性能直接影响着电池的整体性能和使用寿命。
本文将从材料特性、制备方法、性能优化以及应用领域等方面介绍硫化锂正极材料。
一、材料特性硫化锂是一种无机化合物，其化学式为Li2S。
硫化锂正极材料具有较高的比容量和较低的电压平台，是一种理想的正极材料。
此外，硫化锂正极材料还具有较好的循环稳定性和较低的成本，使其成为锂离子电池中常用的正极材料之一。
二、制备方法硫化锂正极材料的制备方法主要包括固相法、气相法和溶液法等。
其中，固相法是较为常用的制备方法。
该方法通常是将锂盐和硫粉按一定比例混合，在高温下进行反应得到硫化锂。
三、性能优化为了提高硫化锂正极材料的性能，研究人员通过调控材料的结构和形貌，以及改变材料的添加剂和掺杂元素等方式进行优化。
例如，通过合适的碳包覆或导电剂添加，可以提高硫化锂正极材料的电导率和循环稳定性；通过控制材料的形貌和孔隙结构，可以提高材料的比表面积和离子扩散速率。
四、应用领域硫化锂正极材料广泛应用于锂离子电池领域。
锂离子电池是目前应用最广泛的可充电电池之一，被广泛应用于电动汽车、移动通信设备、便携式电子产品等领域。
硫化锂正极材料作为锂离子电池的核心材料之一，其性能的优化和改进将直接影响到电池的性能和使用寿命。
总结：硫化锂正极材料是锂离子电池中重要的组成部分，具有较高的比容量、较低的电压平台、较好的循环稳定性和较低的成本等特点。
通过调控材料的结构和形貌，以及添加剂和掺杂元素等方式进行优化，可以进一步提高硫化锂正极材料的性能。
硫化锂正极材料在锂离子电池领域有着广泛的应用，对于电池的性能和使用寿命具有重要影响。
未来，随着科技的不断进步和创新，硫化锂正极材料将会得到更广泛的应用和发展。
硫正极干法制备
硫正极干法制备概述：硫正极干法制备是一种常见的制备硫正极材料的方法。
它通过一系列的化学反应和物理处理，将硫转化为适用于锂硫电池的正极材料。
本文将介绍硫正极干法制备的原理、步骤和相关技术。
一、原理硫正极干法制备的原理主要基于硫的化学性质和物理性质。
硫在室温下呈黄色固体，具有较高的电导率和良好的可溶性。
在制备过程中，通过将硫转化为溶解性的硫化物或聚合物，然后进一步处理，使其成为适用于锂硫电池的正极材料。
二、步骤硫正极干法制备的步骤主要包括硫溶解、硫化物形成和干燥处理。
1. 硫溶解：将硫粉末加入适量的溶剂中，通常选择具有良好溶解性的有机溶剂，如二甲基亚砜（DMSO）。
在搅拌的条件下，硫逐渐溶解到溶剂中，形成硫溶液。
2. 硫化物形成：在硫溶液中加入适量的硫化剂，常用的硫化剂包括聚苯硫醚（P2S5）、三硫化二磷（P4S3）等。
硫化剂与硫溶液中的硫发生反应，生成硫化物。
硫化物是锂硫电池中正极材料的主要成分之一。
3. 干燥处理：将得到的硫化物进行干燥处理，以去除溶剂和水分。
常用的干燥方法包括真空干燥、热风干燥等。
干燥处理后得到的硫化物即为硫正极材料。
三、相关技术为了提高硫正极材料的性能，同时也为了解决硫正极材料在锂硫电池中的一些问题，如容量衰减、电解液损耗等，研究人员进行了很多相关技术的探索和改进。
1. 包覆技术：通过包覆硫正极材料，可以提高其稳定性和循环寿命。
常用的包覆材料包括石墨烯、二氧化硅等。
2. 复合材料技术：将硫正极材料与其他材料进行复合，可以提高其导电性和循环稳定性。
常用的复合材料包括碳纳米管、多孔碳等。
3. 界面调控技术：通过表面修饰或界面调控，可以改善硫正极材料与电解液的相容性，减少电解液损耗和极化现象。
四、应用前景硫正极干法制备技术在锂硫电池领域具有重要的应用前景。
锂硫电池作为一种高能量密度的储能系统，具有广阔的市场前景。
硫正极材料的制备技术的改进，将有助于提高锂硫电池的能量密度、循环寿命和安全性，推动锂硫电池的商业化应用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
图片简介:本技术介绍了一种锂硫电池用聚硫化物正极材料、制备方法及应用，属于锂硫电池电极材料技术领域。
该制备方法为：以氢氧化钠、硫粉和卤代烷为原料，调控结构导向剂的种类以及界面反应，制备具有高能量、高功率、高稳定性的锂硫电池用聚硫化物电极材料。
本技术的材料应用于锂硫电池正极，不仅提高了材料的导电性，而且有效的缓解了体积膨胀，抑制了多硫化锂的产生，将穿梭效应减少至接近零，保证了优异的循环性能和倍率性能，使复合材料达到了较长的循环稳定性。
是一种工艺流程简单、安全、环保，具有大规模生产潜力的锂硫电池正极材料。
技术要求1.一种锂硫电池用聚硫化物正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将硫粉加入氢氧化钠溶液中，氢氧化钠溶液的浓度为0.5～2.0mol/L，硫粉质量与氢氧化钠溶液体积的比值为1-5g：30-80ml，温度为90-120℃，搅拌溶解；(2)向步骤(1)的溶液中加入去离子水和无水乙醇，搅拌均匀；(3)向步骤(2)中加入氯烷烃，所述的氯烷烃体积用量与硫粉质量比值为0.5-2.0ml：1-5g，反应温度为30-90℃，反应时间为3-10h；(4)待反应完成后，离心、洗涤、干燥，得到锂硫电池聚硫化物正极材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，所述的步骤(2)的去离子水和无水乙醇的体积用量与硫粉质量的比值为10-20ml：3-10ml：1-5g。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤(2)中还加入结构导向剂，搅拌均匀。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤(2)的结构导向剂为表面活性剂、氧化石墨烯、碳纳米管、导电炭黑中的一种或两种以上；所述表面活性剂为F127、聚乙烯吡咯烷酮或十六烷基三甲基溴化铵中的一种或两种以上。
5.根据权利要求1或2或4所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤(3)的氯烷烃为氯甲烷、氯乙烷、氯丙烷、氯丁烷中的一种或两种以上。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤(3)的氯烷烃为氯甲烷、氯乙烷、氯丙烷、氯丁烷中的一种或两种以上。
7.权利要求1-6任一所述方法制备的锂硫电池用聚硫化物正极材料，其特征在于，所述聚硫化物中硫含量为45-85wt％，多硫键中硫数量为2-8。
8.根据权利要求7所述的聚硫化物正极材料，其特征在于，所述聚硫化物的形貌为球形、纤维状和片状，其片状聚硫化物为多孔结构。
9.权利要求1-6任一所述方法制备的锂硫电池用聚硫化物正极材料的应用，其特征在于，聚硫化物应用于锂硫电池，所用的电解液无需任何添加剂。
技术说明书一种锂硫电池用聚硫化物正极材料、制备方法及应用技术领域本技术属于锂电池电极材料领域，具体涉及一种聚硫化物纳米材料作锂电池正极材料及制备方法和应用。
背景技术面对化石能源枯竭和环境恶化的双重问题，可持续的新能源产业走进了我们的视野。
锂硫电池相比于传统的锂离子电池，以适中的成本和可逆地储存高达 2500Wh/kg或2800Wh/L的超高能量密度作为未来锂电池的重点研究对象。
锂硫电池是以硫为正极，金属锂作为负极，通过S-S键的断裂和生成实现电能与化学能的相互转化，正负极完全反应时每个硫原子转移两个电子，理论比容量可高达 1675mAh/g。
尽管锂硫电池具有巨大的理论容量和能量密度优势，但目前仍处于研发的早期阶段，限制其大规模应用和推广主要是由其独有的“多硫化锂穿梭效应”引起的安全性差和寿命短造成的。
锂硫电池“穿梭效应”由单质硫电极的固-液-固两个相转化反应引起：放电时负极锂失去电子变为锂离子，环状硫分子S8的S-S键断裂生成可溶性的长链多硫化锂Li2S8和Li2S6，随着硫的进一步还原，断裂成较短链的Li2S4、Li2S3和Li2S2，最终到放电终产物固态Li2S，分别对应于2.4-2.1V和2.1-1.5V处的两个电压平台；可溶性的长链多硫化锂可穿过隔膜迁移到负极被还原成短链多硫化锂，部分还原产物因浓度梯度又扩散回正极。
这种“穿梭效应”会造成活性物质损失、硫化锂在负极沉积、库伦效率降低以及自放电现象，而硫化锂在锂负极沉积又会导致 SEI(固体电解质界面)膜反复形成-破裂，消耗电解液的溶剂，最终导致电池安全性差和循环寿命短。
目前，锂硫电池的主流设计思路是以单质硫为活性物质，采用物理或(和)化学屏障束缚多硫化锂中间体，这种类似“体外透析”的被动阻隔方法能够很大程度上减缓“穿梭效应”，但无法根本解决。
近年来，科学研究人员提出了有机硫化物正极材料的概念，通过-S-S-键的断裂和键合的充放电基本原理实现了高效的储能和放能。
由于C-S键能大于S-S键，因此通过调控多硫键中的硫含量可以将固-液-固反应转变为固-固反应进而抑制多硫化物的生成。
然而目前大部分有机硫化物中硫组分均不能得到较好的控制并且制备的材料导电性较差，使得最终电池具有较低的比容量。
因此，如何找到一种工艺简单、高收率、绿色、硫组分及孔隙结构可控的有机硫化物及其制备方法是其应用于高性能锂硫电池的巨大挑战。
技术内容针对有机硫化物中硫组分不能得到控制，并且制备的材料导电性较差的问题，本技术提供了一种锂硫电池用聚硫化物新型正极材料，该材料可以固定硫，进而提高导电性，本技术同时提供了该种正极材料的制备方法，以氢氧化钠、硫粉和氯烷烃为原料，通过结构导向剂的种类以及界面反应调控得到不同形貌的聚硫化物，具有高能量、高功率、高稳定性的锂硫电池用聚硫化物电极材料以提高材料的循环性能和倍率性能。
最后本技术还提供了该种正极材料的应用。
为了实现上述目的，本技术提供了以下技术方案：一种锂硫电池用聚硫化物正极材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将硫粉加入氢氧化钠溶液中，氢氧化钠溶液的浓度为0.5～2.0mol/L，硫粉质量与氢氧化钠溶液体积的比值为1-5g：30-80ml，温度为90-120℃，搅拌溶解；(2)向步骤(1)的溶液中加入去离子水和无水乙醇，搅拌均匀；(3)向步骤(2)中加入氯烷烃，所述的氯烷烃体积用量与硫粉质量比值为 0.5-2.0ml：1-5g，反应温度为30-90℃，反应时间为3-10h；(4)待反应完成后，离心、洗涤、干燥，得到锂硫电池聚硫化物正极材料。
该聚硫化物正极材料硫前驱体与氯烷烃通过界面聚合的方法形成。
进一步地，所述的步骤(2)的去离子水和无水乙醇的体积用量与硫粉质量的比值为10-20ml：3-10ml：1-5g。
进一步地，所述的步骤(2)中还加入结构导向剂，搅拌均匀。
进一步地，所述的步骤(2)的结构导向剂为表面活性剂、氧化石墨烯、碳纳米管、导电炭黑中的一种或两种以上；所述表面活性剂为F127、聚乙烯吡咯烷酮或十六烷基三甲基溴化铵中的一种或两种以上。
进一步地，所述的步骤(3)的氯烷烃为氯甲烷、氯乙烷、氯丙烷、氯丁烷中的一种或两种以上。
上述方法制备的锂硫电池用聚硫化物正极材料，所述聚硫化物中硫含量为 45-85wt％，多硫键中硫数量为2-8。
所述聚硫化物的形貌为球形、纤维状和片状，其片状聚硫化物为多孔结构。
上述方法制备的锂硫电池用聚硫化物正极材料的应用，聚硫化物应用于锂硫电池，所用的电解液无需任何添加剂。
放电过程为固-固反应，无长链多硫化锂生成。
电池制备：80％的聚硫化物、10％的超级炭黑以及10％的聚偏二氟乙烯PVDF 分散在N-甲基吡咯烷酮NMP中匀浆，浆料均匀涂到铝箔或涂炭铝箔上，真空干燥后取出冲片；工作电极和金属锂片为对电极，聚丙烯隔膜，电解液溶剂为体积比1∶1的1，3-二氧戊环DOL、乙二醇二甲醚DME的混合液，电解质锂盐为1 mol/L双三氟甲烷磺酰亚胺锂LiTFSI，无其他任何添加剂，组装成LIR2025型扣式电池。
以氢氧化钠、硫粉和氯烷烃为原料，调控结构导向剂的种类以及界面反应，可以制备出多种形貌聚硫化物，包括球形、纤维状、片状。
制备出的样品应用于锂硫电池时，由于C-S键的限制，放电过程为单电子反应，只有一个电压平台，说明无长链多硫化锂生成，从根本上抑制了穿梭效应；通过调控聚硫化物的形貌可以调控硫的分散程度及电子/离子导电性，进而实现高容量和优异的倍率性能。
与现有技术相比，本技术具有以下优点：(1)无多硫化物生成本技术合成的聚硫化物中-S-S-键共价键合到炭骨架中，在锂硫电池应用中通过固-固反应进行放电，可有效的抑制了多硫化物的溶出，使得锂硫电池具有优异的循环稳定性。
(2)多种形貌本技术合成的聚硫化物可以为三维骨架、球形、纤维状和片状纳米结构，纳米尺寸减小了离子扩散路径使其具有较高的电子和离子导电性，其循环稳定性和倍率性能均得到更好的改善。
(3)稳定性好本技术合成的聚硫化物具有柔性的分子链，为多孔结构，有效缓解了充放电过程中的体积变化，从而提高了材料稳定性。
(4)可工业化生产本技术所用的原料价格低廉、环保、易得，合成工艺简单、可控、污染小，具有实现批量生产的潜力。
附图说明图1为三维骨架聚硫化物形貌表征及电化学性能测试结果：a,b)扫描电镜图片；c)循环伏安曲线；d)倍率性能。
图2为球形聚硫化物形貌表征及电化学性能测试结果：a)透射电镜图片；b) 充放电曲线；c)长循环性能。
图3为片层聚硫化物形貌表征及电化学性能测试结果：a,b)扫描电镜图片； c)充放电曲线；d)循环性能。
具体实施方式实施例1(1)三维骨架聚硫化物制备：配制50ml浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液，向其中加入2g硫粉，在120℃加热下磁力搅拌1h使之溶解。
向上述溶液中加入 200ml去离子水和80ml无水乙醇，在70℃的水浴加热条件下反应30分钟，之后加入1ml三氯丙烷，继续反应6小时。
然后分离、洗涤、干燥得到三维聚硫化物骨架材料。
图1a和图1b为制备样品的扫描电镜图片，可以看出样品为三维骨架结构，单元尺寸约为1.0μm，元素分析测试硫含量为50wt％。
(2)锂硫电池组装及性能测试：称量0.8g上述制备的聚硫化物、0.1g超级炭黑、0.1g聚偏二氟乙烯PVDF，分散在N-甲基吡咯烷酮NMP中匀浆，浆料均匀涂到铝箔上，80℃下真空干燥12h后取出冲片。
在高纯氩气保护的手套箱中，使用工作电极和金属锂片为对电极，聚丙烯隔膜，电解液溶剂为1，3-二氧戊环 DOL、乙二醇二甲醚DME，体积比1∶1的混合液，电解质锂盐为1mol/L双三氟甲烷磺酰亚胺锂LiTFSI，组装成LIR2025型扣式电池。
电化学储锂性能测试在室温下进行，循环伏安采用电化学工作站测试，扫描速率为0.5mV，电压范围1-3V。
图1c为循环伏安曲线，阴极过程存在2.02V一还原峰，阳极过程存在2.56 V一个氧化峰，说明样品中无长链多硫化锂生成。
采用充放电仪在1-3V间，不同电流下进行充放电测试。
图1d为样品的倍率性能图，电流密度为倍率为5000 mA g-1时比容量可达120mA h g-1，并且在循环20圈后倍率转为100mA g-1时仍可以恢复到最初的比容量，说明样品具有优异的倍率性能。