CN109244419B - 一种极性锂硫电池正极载硫材料的制备方法及制备的锂硫电池正极载硫材料 - Google Patents

一种极性锂硫电池正极载硫材料的制备方法及制备的锂硫电池正极载硫材料 Download PDF

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Abstract

一种极性锂硫电池正极载硫材料的制备方法，包括以下步骤：将碱金属单质与固含量5％的碳纳米管的N－甲基吡咯烷酮分散液或将将碱金属单质与固含量5％的石墨烯的N－甲基吡咯烷酮分散液按1:3～1:5质量比140‑180℃反应2h，240℃烘4h；再于管式炉中N2气氛500～800℃煅烧2‑4h，再先后用稀盐酸和去离子水洗涤；在80℃真空干燥24小时得到高比表面积氮掺杂多孔复合物C。该复合物C与硫粉按质量比1：3混匀先155℃保温10h再300℃保温1h，得极性锂硫电池正极载硫材料。本发明通过制备的正极载硫材料具有由一维的碳导电纤维或二维的碳导电平面为骨架其间填充有多孔无定形碳黑的网络结构，具备优良的导电网络，电性能高，制备过程简单。

Description

一种极性锂硫电池正极载硫材料的制备方法及制备的锂硫电 池正极载硫材料
技术领域
本发明涉及一种极性锂硫电池正极载硫材料的制备方法和一种极性锂硫电池正极载硫材料。
背景技术
锂硫电池因其具有高能量密度的优点成为新一代高比能锂二次电池研究的热点。与传统的锂离子电池相比，锂硫电池优势明显，有望代替常规锂离子电池成为未来高能量密度、长寿命型二次电池。
锂硫电池技术发展面临许多挑战，比如，单质硫是绝缘体，导电性差，不利于电子的传输。其次，在硫正极放电时生成Li2Sn(n＝4～8)等高阶多硫化物会溶解到锂硫电池的有机电解液中，并在电解液中发生迁移，导致活性物质流失，并造成正极结构破坏，材料外形发生膨胀，活性物质经多次循环后与导电剂脱离，最终导致循环稳定性下降。而且多硫化锂在充电时易扩散至负极，在负极锂表面发生自放电反应，自放电的产物再迁移回正极又重新被氧化，如此循环往复(称为“穿梭效应”)，致使电池的库仑效率降低。
目前，众多研究都集中在将导电碳材料与硫复合来改善锂硫电池性能，但碳材料本身疏水性使其难以吸附极性较强的正极放电产物多硫化锂，影响电池性能发挥。通过杂原子掺杂改性炭材料后，除本身物理吸附多硫化锂外，还因极性增强而增加了化学吸附能力，与多硫化物的结合力增强，限制其在正负极的“穿梭效应”。Zhao Wei等人(Nanoletters,2014,14(8):4821-4827)制备的氮化石墨烯-硫复合材料S@NG和Wang Jian等人(Journal of power source,2016,321:193-200)制备的N,S双掺杂石墨烯均表现出对多硫化物具有良好的化学吸附能力，但是二者制备的材料在长程导电性能较差，不能很好地提高锂硫电池的电性能。
为了克服上述问题，需要锂硫电池正极材料不仅导电性好，吸附能力强，并且能有效负载硫化锂的电极材料。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种制备过程简单、成本低廉、用料省的极性锂硫电池正极载硫材料的制备方法，该方法通过碱金属与碳纳米管或石墨烯反应生成全新的碱金属有机化合物作为氮掺杂碳材料的前驱体。
本发明的另一个目的就是用该方法制备了一种极性锂硫电池正极载硫材料，该正极载硫材料在电子显微镜下具有网络导电结构，所述网络导电结构由一维的碳导电纤维或二维的碳导电平面为骨架，所述碳导电骨架的之间填充有多孔无定形碳黑。其载硫量高，具有氮掺杂、高比表面积，该材料可以有效吸附多硫化锂、固定多硫化物，避免其穿梭至负极侧，且该材料同时具有优异的长程导电性能和短程导电性能，从而提高了电池充放电效率及循环寿命。
本发明所述一种极性锂硫电池正极载硫材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将碱金属单质与固含量为5％的碳纳米管的N－甲基吡咯烷酮分散液按1:3～1:5的质量比在140-180℃油浴中加热搅拌反应2h后，在240℃烘干4h得固体A；
步骤二：将所得固体A置于管式炉中，N2气氛下500～800℃煅烧2-4h得碳化产物B；
步骤三：将碳化产物B先用稀盐酸洗涤，再用去离子水洗涤；
步骤四：将洗涤后的产物在真空干燥箱中80℃烘干24小时，得到高比表面积氮掺杂多孔碳纳米管复合物C；
步骤五：将上述复合物C与硫粉按质量比1：3混合后，先在155℃保温10h，再在300℃保温1h，冷却后得极性锂硫电池正极载硫材料。
所述步骤一中的碱金属单质优选为Li、Na、K中的一种。
本发明在极性锂硫电池正极载硫材料的制备中，采用N－甲基吡咯烷酮分散的碳纳米管做为碳源，同时加入了碱金属在140-180℃油浴中加热搅拌反应。一方面，由于N－甲基吡咯烷酮本身含有N原子，因此，在提供碳源的同时，实现了氮的掺杂，使得制备过程简单、成本低。另一方面，碱金属，比如单质钠(也可以是钾或锂)，在上述温度下与N－甲基吡咯烷酮反应，生成了一种全新的钠的有机化合物，该钠的有机化合物和碳纳米管同时被N－甲基吡咯烷酮均匀分散。这样，钠的有机化合物就均匀地分散在了碳纳米管中。在步骤二中，步骤一反应后的物质在高温下碳化，均匀分散于碳纳米管中的钠的有机物做为氮掺杂碳材料的前驱体被碳化为无定形的碳黑，同时，钠离子在高温下的刻蚀作用使得上述碳化形成的无定形碳黑中形成许多微孔，成为多微孔碳黑填充在碳纳米管的空隙中，而在步骤三中，夹杂在上述碳黑中的钠在稀盐酸作用下被洗去。
通过上述过程，形成了以碳纳米管为骨架、其间均匀分布着具有多微孔无定形碳的空间碳导电网络的导电碳材料，其中由于碳纳米管具有在的长径比和良好的一维长程导电能力，多微孔碳黑具有良好的短程导电能力，两者的结合使得材料内部形成了良好的导电结构，并且由于碳黑内部由于钠的刻蚀作用形成微孔，具有较高的比表面积，在步骤五中，硫粉会渗进到上述微孔中以及上述导电结构的其它部位，进而形成极性锂硫电池正极载硫材料。
本发明所述的另一种极性锂硫电池正极载硫材料的制备方法，采用和上述方法相同的步骤，只是在步骤一中采用N－甲基吡咯烷酮分散的石墨烯做为碳源，代替原碳纳米管的N－甲基吡咯烷酮分散液，步骤一如下：
步骤一：碱金属单质与固含量为5％的石墨烯的N－甲基吡咯烷酮分散液按1:3～1:5的质量比在140-180℃油浴中加热搅拌反应2h后，在240℃烘干4h得固体A；
其余步骤均与上述第一种制造极性锂硫电池正极载硫材料的制备方法相同。
在步骤一中，同样由于N－甲基吡咯烷酮本身含有N原子，因此，在提供碳源的同时，实现了氮的掺杂，使得制备过程简单、成本低。另一方面，碱金属，比如单质钠(也可以是钾或锂)，同样在上述温度下与N－甲基吡咯烷酮反应，生成了一种全新的钠的有机化合物，并且和石墨烯同时被N－甲基吡咯烷酮均匀分散。在步骤二中，步骤一反应后的物质在高温下碳化，均匀分散于石墨烯中的钠的有机物做为氮掺杂碳材料的前驱体被碳化为无定形的碳黑，同时钠离子在高温下的刻蚀作用使得上述碳化形成的无定形碳黑中形成许多微孔，成为多微孔碳黑填充在石墨烯的空隙中，而在步骤三中，夹杂在上述碳黑中的钠在稀盐酸作用下被洗去。
通过上述过程，形成了以石墨烯为骨架，其间均匀分布着具有多微孔无定形碳的空间碳导电网络。由于石墨烯具有二维片层结构，可以与活性物质面点结合，具有良好的长程导电能力，多微孔碳黑具有良好的短程导电能力，两者的结合使得材料内部形成了良好的导电结构，并且由于碳黑内部由于钠的刻蚀作用形成微孔，具有较高的比表面积，在步骤五中，硫粉会渗进到上述微孔中以及上述导电结构的其它部位，进而形成极性锂硫电池正极载硫材料。
本发明制备的极性锂硫电池正极载硫材料，不仅制备过程中掺氮过程简单，而且所形成的上述特殊结构的碳导电微结构网络使得其长程导电能力和短程导电能力均得到良好的发挥。由于碱金属占位、刻蚀形成的无定形碳上的微孔，使得硫渗入其中，可以有效吸附多硫化锂，固定多硫化物，避免其穿梭至负极侧，从而提高了电池充放电效率及循环寿命。
碱金属Li、Na、K具有相似的化学性质，均可以与N－甲基吡咯烷酮生成有机化合物，并在煅烧高温下在无定形的碳黑中形成微孔，还在烧结后被稀盐酸洗涤，因此，在制备时可以选择使用。
当然，步骤三中的稀盐酸的浓度可以为0.5～2mol/L，优选为1mol/L。
步骤一中所述所述油浴加热的温度优选为160℃。
步骤二中所述在N 2气氛下煅烧温度为优选600～700℃。
本发明制备的极性锂硫电池正极载硫材料，比表面积高，同时氮原子掺杂后材料极性增强，可以有效地吸附多硫化锂，固定多硫化物，避免了其穿梭至负极侧，从而提高了电池充放电效率及循环寿命。
附图说明
图1为实施例1所制备的极性锂硫电池正极载硫材料的扫描电镜照片。
图2为对比例1所制备的极性锂硫电池正极载硫材料的扫描电镜照片。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明做详细说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。另外以下仅为本发明的部分实施例，而不是全部实施例，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的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1
制备一种极性锂硫电池正极载硫材料的方法，步骤如下：
步骤一：将金属单质钠与固含量为5％的碳纳米管的N－甲基吡咯烷酮分散液按1:3的质量比在160℃油浴中加热搅拌反应2h后，在240℃烘干4h得固体A；
步骤二：将所得固体A置于管式炉中，N2气氛下800℃煅烧2-4h得碳化产物B；
步骤三：将碳化产物B先用2mol/L稀盐酸洗涤，再用去离子水洗涤；
步骤四：将洗涤后的产物在真空干燥箱中80℃烘干24小时，得到高比表面积氮掺杂多孔碳纳米管复合物C；
步骤五：将上述复合物C与硫粉按质量比1：3混合后，先在155℃保温10h，再在300℃保温1h，冷却后得极性锂硫电池正极载硫材料。
对比例1
在本对比例中，与实施例1相比，区别在于，步骤一中不加碳纳米管，其余均与实施例1相同。
图1为实施例1所制备的极性锂硫电池正极载硫材料的扫描电镜照片，图2为对比例1所制备的极性锂硫电池正极载硫材料的扫描电镜照片。由图1可以看出，实施例1中制备的极性锂硫电池正极载硫材料中，长的纤维状的碳纳米管形成了碳导电骨架，颗粒状的导电碳黑均匀分布在一维的碳纳米管的空隙内，具有好的长径的一维长程导电能力碳纳米管和具有良好短程导电能力的多微孔碳黑结合使得材料内部形成了良好的导电结构。而图2所示的未添加碳纳米管所制备的极性锂硫电池正极载硫材料，形成的碳相互团聚，无法形成长程导电和短程导电结构相结合的导电网络。
实施例2
制备一种极性锂硫电池正极载硫材料的方法，步骤如下：
步骤一：将金属单质钠与固含量为5％的碳纳米管的N－甲基吡咯烷酮分散液按1:5的质量比在160℃油浴中加热搅拌反应2h后，在240℃烘干4h得固体A；
步骤二：将所得固体A置于管式炉中，N2气氛下500℃煅烧2-4h得碳化产物B；
步骤三：将碳化产物B先用0.5mol/L稀盐酸洗涤，再用去离子水洗涤；
步骤四：将洗涤后的产物在真空干燥箱中80℃烘干24小时，得到高比表面积氮掺杂多孔碳纳米管复合物C；
步骤五：将上述复合物C与硫粉按质量比1：3混合后，先在155℃保温10h，再在300℃保温1h，冷却后得极性锂硫电池正极载硫材料。
对比例2
在本对比例中，与实施例2相比，区别在于，步骤一中不加碳纳米管，其余均与实施例2相同。
实施例3
制备一种极性锂硫电池正极载硫材料的方法，步骤如下：
步骤一：将金属单质锂与固含量为5％的碳纳米管的N－甲基吡咯烷酮分散液按1:4的质量比在180℃油浴中加热搅拌反应2h后，在240℃烘干4h得固体A；
步骤二：将所得固体A置于管式炉中，N2气氛下800℃煅烧2-4h得碳化产物B；
步骤三：将碳化产物B先用1mol/L稀盐酸洗涤，再用去离子水洗涤；
步骤四：将洗涤后的产物在真空干燥箱中80℃烘干24小时，得到高比表面积氮掺杂多孔碳纳米管复合物C；
步骤五：将上述复合物C与硫粉按质量比1：3混合后，先在155℃保温10h，再在300℃保温1h，冷却后得极性锂硫电池正极载硫材料。
对比例3
在本对比例中，与实施例3相比，区别在于，步骤一中不加碳纳米管，其余均与实施例3相同。
实施例4
制备一种极性锂硫电池正极载硫材料的方法，步骤如下：
步骤一：将金属单质钠与固含量为5％的碳纳米管的N－甲基吡咯烷酮分散液按1:3的质量比在160℃油浴中加热搅拌反应2h后，在240℃烘干4h得固体A；
步骤二：将所得固体A置于管式炉中，N2气氛下600℃煅烧2-4h得碳化产物B；
步骤三：将碳化产物B先用1.5mol/L稀盐酸洗涤，再用去离子水洗涤；
步骤四：将洗涤后的产物在真空干燥箱中80℃烘干24小时，得到高比表面积氮掺杂多孔碳纳米管复合物C；
步骤五：将上述复合物C与硫粉按质量比1：3混合后，先在155℃保温10h，再在300℃保温1h，冷却后得极性锂硫电池正极载硫材料。
对比例4
在本对比例中，与实施例4相比，区别在于，步骤一中不加碳纳米管，其余均与实施例4相同。
实施例5
制备一种极性锂硫电池正极载硫材料的方法，步骤如下：
步骤一：将金属单质钠与固含量为5％的碳纳米管的N－甲基吡咯烷酮分散液按1:5的质量比在160℃油浴中加热搅拌反应2h后，在240℃烘干4h得固体A；
步骤二：将所得固体A置于管式炉中，N2气氛下700℃煅烧2-4h得碳化产物B；
步骤三：将碳化产物B先用3mol/L稀盐酸洗涤，再用去离子水洗涤；
步骤四：将洗涤后的产物在真空干燥箱中80℃烘干24小时，得到高比表面积氮掺杂多孔碳纳米管复合物C；
步骤五：将上述复合物C与硫粉按质量比1：3混合后，先在155℃保温10h，再在300℃保温1h，冷却后得极性锂硫电池正极载硫材料。
对比例5
在本对比例中，与实施例5相比，区别在于，步骤一中不加碳纳米管，其余均与实施例5相同。
实施例6
制备一种极性锂硫电池正极载硫材料的方法，步骤如下：
步骤一：将金属单质钾与固含量为5％的碳纳米管的N－甲基吡咯烷酮分散液按1:4的质量比在140℃油浴中加热搅拌反应2h后，在240℃烘干4h得固体A；
步骤二：将所得固体A置于管式炉中，N2气氛下700℃煅烧2-4h得碳化产物B；
步骤三：将碳化产物B先用2.5mol/L稀盐酸洗涤，再用去离子水洗涤；
步骤四：将洗涤后的产物在真空干燥箱中80℃烘干24小时，得到高比表面积氮掺杂多孔碳纳米管复合物C；
步骤五：将上述复合物C与硫粉按质量比1：3混合后，先在155℃保温10h，再在300℃保温1h，冷却后得极性锂硫电池正极载硫材料。
对比例6
在本对比例中，与实施例6相比，区别在于，步骤一中不加碳纳米管，其余均与实施例6相同。
实施例7
制备一种极性锂硫电池正极载硫材料的方法，步骤如下：
步骤一：将金属单质钠与固含量为5％的石墨烯的N－甲基吡咯烷酮分散液按1:3的质量比在160℃油浴中加热搅拌反应2h后，在240℃烘干4h得固体A；
步骤二：将所得固体A置于管式炉中，N2气氛下800℃煅烧2-4h得碳化产物B；
步骤三：将碳化产物B先用2mol/L稀盐酸洗涤，再用去离子水洗涤；
步骤四：将洗涤后的产物在真空干燥箱中80℃烘干24小时，得到高比表面积氮掺杂多孔石墨烯复合物C；
步骤五：将上述石墨烯复合物C与硫粉按质量比1：3混合后，先在155℃保温10h，再在300℃保温1h，冷却后得极性锂硫电池正极载硫材料。
对比例7
在本对比例中，与实施例7相比，区别在于，步骤一中不加石墨烯，其余均与实施例7相同。
实施例8
制备一种极性锂硫电池正极载硫材料的方法，步骤如下：
步骤一：将金属单质钠与固含量为5％的石墨烯的N－甲基吡咯烷酮分散液按1:5的质量比在160℃油浴中加热搅拌反应2h后，在240℃烘干4h得固体A；
步骤二：将所得固体A置于管式炉中，N2气氛下500℃煅烧2-4h得碳化产物B；
步骤三：将碳化产物B先用0.5mol/L稀盐酸洗涤，再用去离子水洗涤；
步骤四：将洗涤后的产物在真空干燥箱中80℃烘干24小时，得到高比表面积氮掺杂多孔石墨烯复合物C；
步骤五：将上述石墨烯复合物C与硫粉按质量比1：3混合后，先在155℃保温10h，再在300℃保温1h，冷却后得极性锂硫电池正极载硫材料。
对比例8
在本对比例中，与实施例8相比，区别在于，步骤一中不加石墨烯，其余均与实施例8相同。
实施例9
制备一种极性锂硫电池正极载硫材料的方法，步骤如下：
步骤一：将金属单质锂与固含量为5％的石墨烯的N－甲基吡咯烷酮分散液按1:4的质量比在180℃油浴中加热搅拌反应2h后，在240℃烘干4h得固体A；
步骤二：将所得固体A置于管式炉中，N2气氛下800℃煅烧2-4h得碳化产物B；
步骤三：将碳化产物B先用1mol/L。稀盐酸洗涤，再用去离子水洗涤；
步骤四：将洗涤后的产物在真空干燥箱中80℃烘干24小时，得到高比表面积氮掺杂多孔石墨烯复合物C；
步骤五：将上述石墨烯复合物C与硫粉按质量比1：3混合后，先在155℃保温10h，再在300℃保温1h，冷却后得极性锂硫电池正极载硫材料。
对比例9
在本对比例中，与实施例9相比，区别在于，步骤一中不加石墨烯，其余均与实施例9相同。
实施例10
制备一种极性锂硫电池正极载硫材料的方法，步骤如下：
步骤一：将金属单质钠与固含量为5％的石墨烯的N－甲基吡咯烷酮分散液按1:3的质量比在160℃油浴中加热搅拌反应2h后，在240℃烘干4h得固体A；
步骤二：将所得固体A置于管式炉中，N2气氛下600℃煅烧2-4h得碳化产物B；
步骤三：将碳化产物B先用1.5mol/L稀盐酸洗涤，再用去离子水洗涤；
步骤四：将洗涤后的产物在真空干燥箱中80℃烘干24小时，得到高比表面积氮掺杂多孔石墨烯复合物C；
步骤五：将上述石墨烯复合物C与硫粉按质量比1：3混合后，先在155℃保温10h，再在300℃保温1h，冷却后得极性锂硫电池正极载硫材料。
对比例10
在本对比例中，与实施例10相比，区别在于，步骤一中不加石墨烯，其余均与实施例10相同。
实施例11
制备一种极性锂硫电池正极载硫材料的方法，步骤如下：
步骤一：将金属单质钠与固含量为5％的石墨烯的N－甲基吡咯烷酮分散液按1:5的质量比在160℃油浴中加热搅拌反应2h后，在240℃烘干4h得固体A；
步骤二：将所得固体A置于管式炉中，N2气氛下700℃煅烧2-4h得碳化产物B；
步骤三：将碳化产物B先用3mol/L稀盐酸洗涤，再用去离子水洗涤；
步骤四：将洗涤后的产物在真空干燥箱中80℃烘干24小时，得到高比表面积氮掺杂多孔石墨烯复合物C；
步骤五：将上述石墨烯复合物C与硫粉按质量比1：3混合后，先在155℃保温10h，再在300℃保温1h，冷却后得极性锂硫电池正极载硫材料。
对比例11
在本对比例中，与实施例11相比，区别在于，步骤一中不加石墨烯，其余均与实施例11相同。
实施例12
制备一种极性锂硫电池正极载硫材料的方法，步骤如下：
步骤一：将金属单质钾与固含量为5％的石墨烯的N－甲基吡咯烷酮分散液按1:4的质量比在140℃油浴中加热搅拌反应2h后，在240℃烘干4h得固体A；
步骤二：将所得固体A置于管式炉中，N2气氛下700℃煅烧2-4h得碳化产物B；
步骤三：将碳化产物B先用2.5mol/L稀盐酸洗涤，再用去离子水洗涤；
步骤四：将洗涤后的产物在真空干燥箱中80℃烘干24小时，得到高比表面积氮掺杂多孔石墨烯复合物C；
步骤五：将上述石墨烯复合物C与硫粉按质量比1：3混合后，先在155℃保温10h，再在300℃保温1h，冷却后得极性锂硫电池正极载硫材料。
对比例12
在本对比例中，与实施例12相比，区别在于，步骤一中不加石墨烯，其余均与实施例12相同。
性能测试
各实施例及各对比例制备的极性锂硫电池正极载硫材料测定比表面积，并按照以下方法制作电池：
1、制作锂硫电池
将制得的极性锂硫电池正极载硫材料、将正极材料、导电碳黑、聚偏氟乙烯、N－甲基吡咯烷酮按质量比8：1：1:40置于球磨罐中，球磨12h成均一浆液后涂于铝箔上，最后在真空干燥箱中60℃真空烘烤12h,得到的极片为正极。
以金属锂片为负极。
电解液为：三双氟甲基磺酸亚酰胺锂和LiNO3溶于体积比1：1的乙二醇二甲醚和1，3二氧戊环的混合液中，其中三双氟甲基磺酸亚酰胺锂浓度为1M，LiNO3浓度为0.2M。
制作成CR2032纽扣式电池。
2、锂硫电池电性能测试
在25℃恒温条件下，对制得的电池进行电池性能测试。由此测得各实施例及各对比例制备的极性锂硫电池正极材料的测试电池的循环100周容量保持率，以及极性锂硫电池正极材料的比容量。
测度结果见表一。
3、测试结果
以下表一为各实施例及各对比例制备的极性锂硫电池正极载硫材料的比表面积测试结果、比容量和电池的循环100周容量保持率测试结果。
由结果可以看出，本发明制备的极性锂硫电池正极载硫材料由于其电子显微镜下具有由一维的碳导电纤维或二维的碳导电平面为骨架，其间填充有多孔无定形碳黑的网络结构，使得比表面积大，比容量高，电池循环100周容量保持率高，电池电性能优越。
表一
Figure GDA0001897497840000111
Figure GDA0001897497840000121

Claims (6)

1.一种极性锂硫电池正极载硫材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将碱金属单质与固含量为5%的碳纳米管的N－甲基吡咯烷酮分散液或将碱金属单质与固含量为5%的石墨烯的N－甲基吡咯烷酮分散液按1:3～1:5的质量比在140-180℃油浴中加热搅拌反应 2 h后，在240℃烘干4h得固体A；
步骤二：将所得固体A置于管式炉中，N2气氛下500～800℃煅烧2-4 h得碳化产物B；
步骤三：将碳化产物B先用稀盐酸洗涤，再用去离子水洗涤；
步骤四：将洗涤后的产物在真空干燥箱中80℃烘干24小时，得到高比表面积氮掺杂多孔复合物C；
步骤五：将上述复合物C与硫粉按质量比1：3混合后，先在155℃保温10 h，再在300℃保温1 h，冷却后得极性锂硫电池正极载硫材料。
2.如权利要求1所述的极性锂硫电池正极载硫材料的制备方法，其特征在于，所述碱金属单质为Li、Na、K中的一种。
3.如权利要求1所述的极性锂硫电池正极载硫材料的制备方法，其特征在于，所述步骤三中所述稀盐酸的浓度为0.5～2mol/L。
4.如权利要求1至3之一所述的极性锂硫电池正极载硫材料的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，所述油浴加热的温度为160℃。
5.如权利要求1至3之一所述的极性锂硫电池正极载硫材料的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，所述N２气氛下煅烧温度为600～700℃。
6.用如权利要求1至5之一所述的方法制备的极性锂硫电池正极载硫材料，其特征在于，所述正极载硫材料在电子显微镜下具有网络导电结构，所述网络导电结构由一维的碳导电纤维或二维的碳导电平面为骨架，所述碳导电骨架的之间填充有多孔无定形碳黑。
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