CN105374998B - 一种含硫电极材料、含有该电极材料的锂硫电池及含硫电极材料的制备方法 - Google Patents

一种含硫电极材料、含有该电极材料的锂硫电池及含硫电极材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于锂硫电池领域，尤其涉及一种含硫电极材料，包括多孔基材及填充于所述多孔基材的孔结构中的含硫活性物质，所述多孔基材的表面或/和孔壁上分布有极性官能团，所述极性官能团的质量为所述多孔基材总质量的0.01％～30％。由于极性官能团对锂硫化物具有较强的吸附作用，当多孔基材上含有极性官能团时，能够增加多孔基材对锂硫化物的吸附作用；当然，极性官能团含量过低，无法充分起到吸附锂硫化合物的作用，而极性官能团含量过高，将影响到多孔基材的导电性能，需要做出两者之间的平衡。

Description

一种含硫电极材料、含有该电极材料的锂硫电池及含硫电极 材料的制备方法
技术领域
本发明属于锂硫电池领域，尤其涉及一种含硫电极材料、含有该电极材料的锂硫电池及含硫电极材料的制备方法。
背景技术
自从1991年，碳材料创造性的运用于锂离子电池领域，并带来该领域革命性的变化，即高效而安全的进行多次充放电后，其便被广泛的运用于移动电话、摄像机、笔记本电脑以及其他便携式电器上。与传统的铅酸、Ni-Cd、MH-Ni电池相比，锂离子电池具有更高的比体积能量密度、比重量能量密度、更好的环境友好性、更小的自放电以及更长的循环寿命等，是二十一世纪理想的移动电器电源、电动汽车电源以及储电站用储电器。
然而随着生活品味的提高，人们对移动用电器提出了更轻、更薄、更小、更持久、价格更低的新需求，相应的便对这些设备的供电器件提出了新的要求；能量密度更高、价格便宜；这其中供电器件(电池)能量密度与用户体验息息相关，备受广大消费者的关注，而现阶段提高电池能量密度的方法主要集中在开发新的正/负极材料，开发新型的正极材料对电池能量密度提升效果尤为显著。
目前商品化的正极材料主要是层状或尖晶石结构的锂过渡金属氧化物(如钴酸锂、锰酸锂)和橄榄石结构的磷酸铁锂等。钴酸锂(LiCoO2)的理论容量相对较大(275mAh/g)，但实际放电容量仅160mAh/g左右，且其价格高，有一定毒性，而且该正极材料在过充时易发生放热分解反应，不仅使电池容量明显下降，同时对电池安全也造成威胁。锰酸锂(LiMn2O4)的理论容量为148mAh/g，实际容量低于130mAh/g，且其压实密度不高，能量密度低，稳定性差，在充放电过程中容易引起晶格变形，导致循环效率偏低。磷酸铁锂(LiFePO4)的理论容量为172mAh/g，但该正极材料压实密度低，制备出来的电芯能量密度相应较小。上述常用锂离子电池正极材料容量普遍不高，同时也均存在一些问题，不能满足电池开发需求。
单质硫的理论比容量为1675mAh/g，远远高于目前商业使用的正极材料的理论比容量，成为当前电池发展的主要趋势。但是单质硫本身并不导电，必须与导电物质复合才能做成电极，而由于作为导电组分的导电剂的引入，导致正极涂层中硫的含量有较大幅度的降低，从而降低了锂硫电池的能量密度；同时锂硫电池在充放电过程中，单质硫会转化为多硫化物，而多硫化物会溶于液体有机电解液中，导致在循环过程中活性物质的损失，更为严重的是，溶解的硫化物将在负极析出形成枝晶，具有极大的刺穿隔离膜的风险，从而导致电池的安全性极差。
有鉴于此，确有必要开发出一种新的含硫电极材料，其不仅能够提高硫在正极材料中的比例，而且对锂硫化物具有更强的吸附能力。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供的一种含硫电极材料，包括多孔基材及填充于所述多孔基材的孔结构中的含硫活性物质，所述多孔基材的表面或/和孔壁上分布有极性官能团，所述极性官能团的质量为所述多孔基材总质量的0.01％～30％。由于极性官能团对锂硫化物具有较强的吸附作用，当多孔基材上含有极性官能团时，能够增加多孔基材对锂硫化物的吸附作用；当然，极性官能团含量过低，无法充分起到吸附锂硫化合物的作用，而极性官能团含量过高，将影响到多孔基材的导电性能，需要做出两者之间的平衡。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种含硫电极材料，包括多孔基材及填充于所述多孔基材的孔结构中的含硫活性物质，所述多孔基材的表面或/和孔壁上分布有极性官能团，所述极性官能团的质量为所述多孔基材总质量的0.01％～30％。由于极性官能团对锂硫化物具有较强的吸附作用，当多孔基材上含有极性官能团时，能够增加多孔基材对锂硫化物的吸附作用；当然，极性官能团含量过低，无法充分起到吸附锂硫化合物的作用，而极性官能团含量过高，将影响到多孔基材的导电性能，需要做出两者之间的平衡。
作为本发明含硫电极材料的一种改进，所述多孔基材的孔洞长度为L，由孔口向孔内部延伸直至L/2长度部分孔为浅层孔，另外L/2长度的孔洞为深层孔，且所述极性官能团分布于所述多孔基材的表面、所述多孔基材的浅层孔孔壁和所述多孔基材的深层孔孔壁，，且所述极性官能团含量由浅层孔向深层孔逐渐减少；或对于多孔电极材料的孔洞结构而言，孔径越大，孔壁极性官能团含硫越多。对于嵌锂后形成的锂硫化合物，孔结构本身对孔洞浅层的锂硫化物物的吸附作用力弱、对大孔径中的锂硫化合物吸附作用弱，因此为了使得材料具有更好的性能，需要在孔洞浅层孔壁或大孔孔壁引入更多的、具有吸附锂硫化合物作用的极性官能团。
作为本发明含硫电极材料的一种改进，所述多孔基材为多孔碳材料或金属多孔材料；所述多孔基材的粒径为5nm～200μm，孔直径为0.2nm～2μm，孔隙率为30％～98％，所述极性官能团的质量为所述多孔基材的总质量的0.1％～20％。基材颗粒过大，制备出来的材料锂离子从表层扩散进入颗粒内部的扩散距离较大，材料的倍率性能较差，基材颗粒过小，不利于提高涂层的堆积密度；孔直径过小，硫分子无法填充进入孔结构中，孔直径过大，孔对锂硫化合物的吸附作用降低。
作为本发明含硫电极材料的一种改进，所述含硫活性物质包括硫单质、硫基化合物和硫复合物中的至少一种，所述含硫活性物质的质量占所述含硫电极材料总质量的30％～98％；所述含硫电极材料中，还可以含有表面活性剂，所述表面活性剂的质量占所述含硫电极材料总质量的0.01％～10％；表面活性剂的存在，能够改善含硫组分与多孔基材之间的浸润性，使得含硫组分更加充分的填充进入多孔基材的孔洞深处；所述表面活性剂包含润湿剂、分散剂、渗透剂、增溶剂、助溶剂和潜溶剂中至少一种；所述润湿剂为阴离子型或/和非离子型润湿剂；所述分散剂为脂肪酸类/脂肪族酰胺类/酯类、石蜡类、金属皂类、低分子蜡类和HPMA中的至少一类；所述渗透剂为非离子型或/和阴离子型渗透剂所述阴离子型润湿剂包括烷基硫酸盐、磺酸盐、脂肪酸或脂肪酸酯硫酸盐、羧酸皂类和磷酸酯中的至少一种；所述非离子型润湿剂包括聚乙烯吡咯烷酮、聚氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯脂肪醇醚和聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物中的至少一种；所述分散剂为乙烯基双硬脂酰胺、油酸酰、硬脂酸单甘油酯、三硬脂酸甘油酯、液体石蜡、微晶石蜡、硬脂酸钡、硬脂酸锌、硬脂酸钙、聚乙烯蜡和聚乙二醇中的至少一种；所述非离子型渗透剂包含JFC、JFC-1、JFC-2和JFC-E中至少一种；所述阴离子型渗透剂包含快速渗透剂T、耐碱渗透剂OEP-70、耐碱渗透剂AEP、高温渗透剂JFC-M中的至少一种；所述助溶剂包括苯甲酸、苯甲酸钠、水杨酸、水杨酸钠、对氨基苯甲酸、乌拉坦、尿素、酰胺、乙酰胺、硼砂和碘化钾中的至少一种；所述潜溶剂包括乙醇、甘油、丙二醇和聚乙二醇中的至少一种。
作为本发明含硫电极材料的一种改进，所述硫单质包括升华硫和/或高纯硫；所述硫基化合物包括有机硫化物、Li2Sn和碳硫聚合物(C2Sv)m中的至少一种，其中，n≥1，1≤v≤8，1≤m；所述硫复合物包括硫/碳复合物、硫/导电聚合物复合物和硫/无机氧化物中的至少一种，所述导电聚合物为聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚乙炔等，无机氧化物包括氧化铝、氧化硅、氧化锆等。
作为本发明含硫电极材料的一种改进，所述极性官能团选自烷烃(—CH3，—CH2—)、烯烃(—CH＝CH—)、醚类(—O—CH3，—O—CH2—)、硝基化合物(—NO2)、二甲胺(CH3—N—CH3)、脂类(—COOR)、酮类(—CO—)、醛类(—CHO)、硫醇(—SH)、胺类(—NH2)、酰胺(—NHCO—CH3)、醇类(—OH)、酚类(—Ar—OH)和羧酸类(—COOH)中的至少一种；
本发明还包括一种含硫电极材料的制备方法，主要包括如下步骤：
步骤1，多孔前驱体的制备：选择多孔材料，在所述多孔材料的表面或/和孔壁上接枝极性官能团，得到表面或/和孔壁含有极性官能团的多孔前驱体；
步骤2，硫电极材料的制备：将含硫活性物质填充进入步骤1制备得到的多孔前驱体中，得到硫电极材料。
作为本发明含硫电极材料制备方法的一种改进，步骤1所述的接枝极性官能团过程为选选择性氧化过程，即将特定官能团的氧化剂与多孔基材混合、氧化反应后得到接枝有对应极性官能团的多孔前驱体；步骤2所述填充过程是指将多孔前驱体与含硫活性物质置于同一反应器中，之后通过研磨、超声处理、热处理中的至少一种方式处理得到硫电极材料。
作为本发明含硫电极材料制备方法的一种改进，所述氧化剂还含有高锰酸钾、浓硫酸和硝酸中的至少一种；氧化反应的时间为10min～24h；氧化反应的温度为-30℃～120℃。氧化反应时，可以通过调节氧化剂种类、氧化剂含量、氧化反应时间、氧化反应温度等参数，实现在多孔基材表面、孔壁上接枝不同种类、不同含量极性官能团的目的。
本发明还包括一种锂硫电池，所述锂硫电池的电极活性材料包含本发明所述含硫电极材料。
本发明的有益效果在于：由于极性官能团对锂硫化物具有较强的吸附作用，当多孔基材上含有极性官能团时，能够增加多孔基材对锂硫化物的吸附作用；当然，极性官能团含量过低，无法充分起到吸附锂硫化合物的作用，而极性官能团含量过高，将影响到多孔基材的导电性能，需要做出两者之间的平衡。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明及其有益效果进行详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
比较例，选择粒径在10μm-20μm、孔径为10nm-50nm、孔隙率为80％的多孔碳材料作为基材，之后与硫单质混合均匀(质量比为3:7),再置于170℃环境中煅烧2h，之后冷却至室温得到硫碳复合材料待用；
实施例1，与比较例不同之处在于，本实施例包括如下步骤：
多孔前驱体的制备：选择粒径在10μm-20μm、孔径为10nm-50nm、孔隙率为80％的多孔碳材料作为基材，之后与高锰酸钾、浓硫酸混合，于4℃下反应2h，再于50℃下反应2h，完成官能团接枝反应，之后清洗干净，烘干得到多孔前驱体待用；
硫电极材料的制备：将上述前驱体升温至150℃，之后与单质硫充分混合(质量比为3:7)，使得熔融硫充分渗透进入多孔碳材料的孔结构中，同时向反应器中通入10MPa的氦气，之后保持气压1min，再降低反应物温度至25℃，卸掉氦气压，得到含硫电极材料待用；
其余与比较例相同，不再赘述。
实施例2，与实施例1不同的是，本实施例包括如下步骤：
多孔前驱体的制备：选择粒径在10μm-20μm、孔径为10nm-50nm、孔隙率为80％的多孔碳材料作为基材，之后与高锰酸钾、浓硫酸混合，于-30℃下反应20min，再于40℃下反应10min，完成官能团接枝反应，之后清洗干净，烘干得到多孔前驱体待用；
其它与实施例1的相同，这里不再重复。
实施例3，与实施例1不同的是，本实施例包括如下步骤：
多孔前驱体的制备：选择粒径在10μm-20μm、孔径为10nm-50nm、孔隙率为80％的多孔碳材料作为基材，之后与高锰酸钾、浓硫酸混合，于-5℃下反应30min，再于60℃下反应10min，完成官能团接枝反应，之后清洗干净，烘干得到多孔前驱体待用；
其它与实施例1的相同，这里不再重复。
实施例4，与实施例1不同的是，本实施例包括如下步骤：
多孔前驱体的制备：选择粒径在10μm-20μm、孔径为10nm-50nm、孔隙率为80％的多孔碳材料作为基材，之后与高锰酸钾、浓硫酸混合，于0℃下反应1h，再于35℃下反应15min，加入去离子水后，升温至80℃下反应1h，完成官能团接枝反应，之后清洗干净，烘干得到多孔前驱体待用；
其它与实施例1的相同，这里不再重复。
实施例5，与实施例1不同的是，本实施例包括如下步骤：
多孔前驱体的制备：选择粒径在10μm-20μm、孔径为10nm-50nm、孔隙率为80％的多孔碳材料作为基材，之后与高锰酸钾、浓硫酸混合，于0℃下反应2h，再于35℃下反应25min，加入去离子水后，升温至80℃下反应1h，完成官能团接枝反应，之后清洗干净，烘干得到多孔前驱体待用；
其它与实施例1的相同，这里不再重复。
实施例6，与实施例1不同的是，本实施例包括如下步骤：
多孔前驱体的制备：选择粒径在10μm-20μm、孔径为10nm-50nm、孔隙率为80％的多孔碳材料作为基材，之后与高锰酸钾、浓硫酸混合，于5℃下反应2h，再于35℃下反应35min，加入去离子水后，升温至80℃下反应24h，完成官能团接枝反应，之后清洗干净，烘干得到多孔前驱体待用；
其它与实施例1的相同，这里不再重复。
实施例7，与实施例1不同的是，本实施例包括如下步骤：
多孔前驱体的制备：选择粒径在10μm-20μm、孔径为10nm-50nm、孔隙率为80％的多孔碳材料作为基材，之后与高锰酸钾、浓硫酸混合，于7℃下反应2h，再于45℃下反应35min，加入去离子水后，升温至120℃下反应4h，完成官能团接枝反应，之后清洗干净，烘干得到多孔前驱体待用；
其它与实施例1的相同，这里不再重复。
实施例8，与实施例1不同的是，本实施例包括如下步骤：
多孔前驱体的制备：选择粒径在5nm-10nm、孔径为0.2nm-1nm、孔隙率为30％的多孔碳材料作为基材；之后与高锰酸钾、浓硫酸混合，于0℃下反应1h，再于35℃下反应15min，加入去离子水后，升温至80℃下反应1h，完成官能团接枝反应，之后清洗干净，烘干得到多孔前驱体待用；
硫电极材料的制备：将上述前驱体升温至180℃，之后与单质硫(质量比为7:3)、单月桂基磷酸酯MAP充分混合，使得熔融硫在表面活性剂的辅助下充分渗透进入多孔碳材料的孔结构中，同时向反应器中通入100MPa的氦气，之后保持气压20s，再降低反应物温度至25℃，卸掉氦气压，得到含硫电极材料待用；
其它与实施例1的相同，这里不再重复。
实施例9，与实施例1不同的是，本实施例包括如下步骤：
多孔前驱体的制备：选择粒径在150μm-200μm、孔径为1μm-2μm、孔隙率为60％的多孔碳材料作为基材，之后与高锰酸钾、浓硫酸混合，于0℃下反应1h，再于35℃下反应15min，加入去离子水后，升温至80℃下反应1h，完成官能团接枝反应，之后清洗干净，烘干得到多孔前驱体待用；
硫电极材料的制备：将上述前驱体升温至180℃，之后与单质硫(质量比为7:3)、十二烷基硫酸钠充分混合，使得熔融硫在表面活性剂的辅助下充分渗透进入多孔碳材料的孔结构中，同时向反应器中通入1MPa的氦气，之后保持气压30min，再降低反应物温度至25℃，卸掉氦气压，得到含硫电极材料待用；
其它与实施例1的相同，这里不再重复。
实施例10，与实施例1不同的是，本实施例包括如下步骤：
多孔前驱体的制备：选择粒径在10μm-20μm、孔径为10nm-50nm、孔隙率为98％的多孔碳材料作为基材，之后与高锰酸钾、浓硫酸、浓硝酸混合，于0℃下反应1h，再于35℃下反应15min，加入去离子水后，升温至80℃下反应1h，完成官能团接枝反应，之后清洗干净，烘干得到多孔前驱体待用；
硫电极材料的制备：将上述前驱体升温至180℃，之后与单质硫(质量比为2:98)、十二烷基硫酸钠充分混合，使得熔融硫在表面活性剂的辅助下充分渗透进入多孔碳材料的孔结构中，同时向反应器中通入1MPa的氦气，之后保持气压30min，再降低反应物温度至25℃，卸掉氦气压，得到含硫电极材料待用；
其它与实施例1的相同，这里不再重复。
实施例11，与实施例1不同的是，本实施例包括如下步骤：
多孔前驱体的制备：选择粒径在10μm-20μm、孔径为10nm-50nm、孔隙率为80％的多孔碳材料作为基材，之后与高锰酸钾、浓硫酸、硝酸纳混合，于0℃下反应1h，再于35℃下反应15min，加入去离子水后，升温至80℃下反应1h，完成官能团接枝反应，之后清洗干净，烘干得到多孔前驱体待用；
硫电极材料的制备：将上述前驱体升温至180℃，单质硫、碳硫聚合物(质量比为3:69.5:0.5)、十二烷基硫酸钠充分混合，使得熔融硫在表面活性剂的辅助下充分渗透进入多孔碳材料的孔结构中，同时向反应器中通入5MPa的氦气，之后保持气压30min，再降低反应物温度至25℃，卸掉氦气压，得到含硫电极材料待用；
其它与实施例1的相同，这里不再重复。
实施例12，与实施例1不同的是，本实施例包括如下步骤：
多孔前驱体的制备：选择粒径在10μm-20μm、孔径为10nm-50nm、孔隙率为80％的多孔铝材料作为基材，之后于120℃，通氧气热处理10min，得到表层及孔壁充分氧化的多孔铝材料备用；
硫电极材料的制备：将上述前驱体升温至180℃，单质硫、碳硫聚合物(质量比为3:69:1)、十二烷基硫酸钠充分混合，使得熔融硫在表面活性剂的辅助下充分渗透进入多孔铝材料的孔结构中，同时向反应器中通入5MPa的氦气，之后保持气压30min，再降低反应物温度至25℃，卸掉氦气压，得到含硫电极材料待用；
其它与实施例1的相同，这里不再重复。
将比较例、各实施例制备得到的硫电极材料与聚四氟乙烯、导电碳、溶剂混合均匀后，涂敷在铝箔上，之后分条得到正极片，再与金属锂带、隔离膜卷绕得到裸电芯，选择铝塑膜为外封装材料进行顶封、侧封、注液、真空封装、静止、化成、整形、除气得到成品锂硫电池。
对本发明进行如下测试：
含氧官能团种类及比例测试：取出比较例及实施例得到的多孔前驱体，采用XPS对各样品表面接枝的含氧官能团种类及质量进行测试，测试结果如表1所示。
容量测试：在25℃环境中按如下流程对各实施例和比较例电极材料制备得到的电芯进行容量测试：静置3min；0.5C恒流放电至1.5V；静置3min；0.5C恒流充电至3.8V，恒压充电至0.05C；静置3min；0.5C恒流放电至1.5V得到首次放电容量D1；静置3min之后完成容量测试，所得结果见表1。
循环测试:在25℃环境中按如下流程对各实施例和比较例电极材料制备得到的电芯进行循环测试：静置3min；0.5C恒流放电至1.5V；静置3min；0.5C恒流充电至3.8V，恒压充电至0.05C；静置3min；0.5C恒流放电至1.5V得到首次放电容量D1；静置3min，“0.5C恒流充电至3.8V，恒压充电至0.05C；静置3min；0.5C恒流放电至1.5V得到首次放电容量D1；静置3min”重复299次得到D300，之后完成循环测试，计算容量保持率为D300/D1，所得结果见表1。
自放电测试：在25℃环境中按如下流程对各实施例和比较例电极材料制备得到的电芯进行自放电测试：静置3min；0.5C恒流充电至3.0V，恒压充电至0.05C；静置72h后测试开路电压V1，之后再静置72h测试开路电压V2，电芯的自放电速率＝(V1-V2)/72(mV/h)，所得结果见表1。
表1、不同电解质电芯容量、循环容量保持率、自放电速度：
由表1可得，本发明的含硫电极材料组装得到的锂硫电池，具有更高的容量发挥、循环性能，以及更低的自放电；这是由于本发明制得的材料，含硫活性物质填充更充分。
由实施例1-实施例7可得，随着多孔基材处理条件的变化，制备得到的多孔前驱体极性官能团含量逐渐增加；得到的含硫电极材料组装得到的电池的容量先增加、后降低，这是因为随着极性官能团的增加，多孔基材对锂硫化合物的吸附能力增强，锂硫化合物溶解到电解液中的概率逐渐降低，因此电池的容量逐渐增加；但当含氧官能团的量过多时，其将影响多孔基材本身的导电性能，使得整个含硫电极材料导电性能变差，填充于孔结构中的含硫组分的容量无法充分发挥，因此电池容量降低；但更多的极性官能团，对锂硫化合物的吸附作用会更强，因此电池的循环性能及自放电性能将得到改善。
从实施例1-实施例12可得，本发明具有普适性。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (9)

1.一种含硫电极材料，包括多孔基材及填充于所述多孔基材的孔结构中的含硫活性物质，其特征在于：所述多孔基材的表面或/和孔壁上分布有极性官能团，所述极性官能团的质量为所述多孔基材总质量的0.01％～30％；
所述含硫电极材料中，还含有表面活性剂，所述表面活性剂的质量占所述含硫电极材料总质量的0.01％～10％；
所述多孔基材的孔洞长度为L，由孔口向孔内部延伸直至L/2长度部分孔为浅层孔，另外L/2长度的孔洞为深层孔，且所述极性官能团分布于所述多孔基材的表面、所述多孔基材的浅层孔孔壁和所述多孔基材的深层孔孔壁，且所述极性官能团含量由浅层孔向深层孔逐渐减少。
2.一种权利要求1所述的含硫电极材料，其特征在于，所述多孔基材为多孔碳材料或金属多孔材料；所述多孔基材的粒径为5nm～200μm，孔直径为0.2nm～2μm，孔隙率为30％～98％；所述极性官能团的质量为所述多孔基材的总质量的0.1％～20％。
3.一种权利要求1所述的含硫电极材料，其特征在于，所述含硫活性物质包括硫单质、硫基化合物和硫复合物中的至少一种，所述含硫活性物质的质量占所述含硫电极材料总质量的30％～98％。
4.一种权利要求3所述的含硫电极材料，其特征在于，所述硫单质包括高纯硫；所述硫基化合物包括有机硫化物、Li2Sn和碳硫聚合物(C2Sv)m中的至少一种，其中，n≥1，1≤v≤8，m≥1；所述硫复合物包括硫/碳复合物、硫/导电聚合物复合物和硫/无机氧化物中的至少一种。
5.一种权利要求1所述的含硫电极材料，其特征在于，所述极性官能团选自烷烃、烯烃、醚类、硝基化合物、二甲胺、脂类、酮类、醛类、硫醇、胺类、酰胺、醇类、酚类和羧酸类中的至少一种。
6.一种权利要求1所述的含硫电极材料的制备方法，其特征在于，主要包括如下步骤：
步骤1，多孔前驱体的制备：选择多孔材料，在所述多孔材料的表面或/和孔壁上接枝极性官能团，得到表面或/和孔壁含有极性官能团的多孔前驱体；
步骤2，硫电极材料的制备：将含硫活性物质填充进入步骤1制备得到的多孔前驱体中，得到硫电极材料。
7.一种权利要求6所述的含硫电极材料的制备方法，其特征在于，步骤1所述的接枝极性官能团过程为选择性氧化过程，即将含有特定官能团的氧化剂与多孔基材混合、氧化反应后得到接枝有对应极性官能团的多孔前驱体；步骤2所述填充过程是指将多孔前驱体与含硫活性物质置于同一反应器中，之后通过研磨、超声处理、热处理中的至少一种方式处理得到硫电极材料。
8.一种权利要求7所述含硫电极材料的制备方法，其特征在于，所述氧化剂还含有高锰酸钾、浓硫酸和硝酸中的至少一种；氧化反应的时间为10min～24h；氧化反应的温度为-30℃～120℃。
9.一种锂硫电池，其特征在于，所述锂硫电池的电极活性材料包含权利要求1所述含硫电极材料。
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