[0031] 为了能更好说明本发明的流程和方案，结合附图和实施例对以下发明进行进一步的说明。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0032] 参见图1，本发明提出一种利用细菌纤维素水凝胶制备硫化锂自支撑碳球/碳纳米纤维复合材料的锂硫电池正极材料的方法，包括以下步骤：
[0033] 步骤S1，制备硫酸锂/葡萄糖/细菌纤维素水凝胶复合材料；
[0034] 步骤S2，将硫酸锂/葡萄糖/细菌纤维素水凝胶复合材料中的葡萄糖转化为碳球，使硫酸锂更好地被碳材料包覆，减缓聚硫锂的扩散，细菌纤维素转化成碳纳米纤维，从而形成一种碳球/碳纳米纤维的气凝胶复合材料。
[0035] 其中，所述步骤S1进一步包括以下步骤：
[0036] S10：将细菌纤维素水凝胶在去离子水中反复冲洗，去除杂质，并将水凝胶中的水去除；
[0037] S11：配制硫酸锂、葡萄糖水溶液，并将细菌纤维素放入溶液中浸泡20～60分钟，使细菌纤维素充分吸收该溶液，得到硫酸锂/葡萄糖/细菌纤维素水凝胶。
[0038] 所述步骤S2进一步包括以下步骤：
[0039] S20：将硫酸锂/葡萄糖/细菌纤维水凝胶放入水热反应釜中，进行水热反应，自然降温后取出，得到水热后的水凝胶；
[0040] S21：将水热后的细菌纤维素放入冷冻干燥机中，在-55℃～-60℃的环境下，经过6～10小时的冷冻和24小时的干燥后取出，得到气凝胶；
[0041] S22：将气凝胶放入管式炉中，在氩气气氛环境保护下，升温至600℃～900℃煅烧1～6小时后自热降温，即可得到成品硫化锂自支撑碳球/碳纳米纤维复合材料。
[0042] 上述技术方案中，先通过水热法将葡萄糖转化为碳球，使硫酸锂更好地包覆，再通过冷冻干燥技术使细菌纤维形态不变，但除去原有的水分；再通过高温炭化制成硫化锂自支撑碳球/碳纳米纤维复合材料。
[0043] 实例化1
[0044] 将细菌纤维素水凝胶在去离子水中反复冲洗，去除杂质，并将水凝胶中的水去除。室温下按质量比1:0.8:90配制硫酸锂、葡萄糖水溶液，并将细菌纤维素放入溶液中浸泡30分钟，使细菌纤维素充分吸收该溶液，得到硫酸锂/葡萄糖/细菌纤维素水凝胶。将硫酸锂/葡萄糖/细菌纤维水凝胶放入水热反应釜中，在180℃下进行4小时水热反应，自然降温后取出，得到水热后的水凝胶。将水热后的细菌纤维素放入冷冻干燥机中，在-55℃的环境下，经过6小时的冷冻和24小时的干燥后取出，得到气凝胶。将气凝胶放入管式炉中，在氩气气氛环境保护下，以2℃/min的速率升温至800℃煅烧2小时后自热降温，即可得到成品硫化锂自支撑碳球/碳纳米纤维复合材料。
[0045] 实例化2
[0046] 将细菌纤维素水凝胶在去离子水中反复冲洗，去除杂质，并将水凝胶中的水去除。室温下按质量比1:0.6:90配制硫酸锂、葡萄糖水溶液，并将细菌纤维素放入溶液中浸泡20分钟，使细菌纤维素充分吸收该溶液，得到硫酸锂/葡萄糖/细菌纤维素水凝胶。将硫酸锂/葡萄糖/细菌纤维水凝胶放入水热反应釜中，在180℃下进行4小时水热反应，自然降温后取出，得到水热后的水凝胶。将水热后的细菌纤维素放入冷冻干燥机中，在-55℃的环境下，经过8小时的冷冻和24小时的干燥后取出，得到气凝胶。将气凝胶放入管式炉中，在氩气气氛环境保护下，以2℃/min的速率升温至800℃煅烧2小时后自热降温，即可得到成品硫化锂自支撑碳球/碳纳米纤维复合材料。
[0047] 实例化3
[0048] 将细菌纤维素水凝胶在去离子水中反复冲洗，去除杂质，并将水凝胶中的水去除。室温下按质量比1:0.7:90配制硫酸锂、葡萄糖水溶液，并将细菌纤维素放入溶液中浸泡20分钟，使细菌纤维素充分吸收该溶液，得到硫酸锂/葡萄糖/细菌纤维素水凝胶。将硫酸锂/葡萄糖/细菌纤维水凝胶放入水热反应釜中，在180℃下进行2小时水热反应，自然降温后取出，得到水热后的水凝胶。将水热后的细菌纤维素放入冷冻干燥机中，在-60℃的环境下，经过8小时的冷冻和24小时的干燥后取出，得到气凝胶。将气凝胶放入管式炉中，在氩气气氛环境保护下，以2℃/min的速率升温至800℃煅烧2小时后自热降温，即可得到成品硫化锂自支撑碳球/碳纳米纤维复合材料。
[0049] 实例化4
[0050] 将细菌纤维素水凝胶在去离子水中反复冲洗，去除杂质，并将水凝胶中的水去除。室温下按质量比1:0.8:90配制硫酸锂、葡萄糖水溶液，并将细菌纤维素放入溶液中浸泡30分钟，使细菌纤维素充分吸收该溶液，得到硫酸锂/葡萄糖/细菌纤维素水凝胶。将硫酸锂/葡萄糖/细菌纤维水凝胶放入水热反应釜中，在200℃下进行4小时水热反应，自然降温后取出，得到水热后的水凝胶。将水热后的细菌纤维素放入冷冻干燥机中，在-55℃的环境下，经过8小时的冷冻和24小时的干燥后取出，得到气凝胶。将气凝胶放入管式炉中，在氩气气氛环境保护下，以5℃/min的速率升温至800℃煅烧2小时后自热降温，即可得到成品硫化锂自支撑碳球/碳纳米纤维复合材料。
[0051] 图2为本发明实例化1的硫化锂自支撑碳球/碳纳米纤维复合材料在扫描电镜下观测到的SEM图像，从图中可以看出是一种碳球/碳纳米纤维自支撑结构，碳纤维状结构和碳球结构更好地包覆了硫化锂，增加了电子导电性，减缓了聚硫锂的扩散。
[0052] 图3为本发明实例化1的硫化锂自支撑碳球/碳纳米纤维复合材料在0.2C充放电电流下的循环容量曲线，其比容量可以达到512mAh/g，循环300次的每次衰减率仅为0.078％。
[0053] 图4为本发明实例化1的硫化锂自支撑碳球/碳纳米纤维复合材料在0.2C充放电电流下第1、2、3、50、100、200次的放电电压曲线，在2.3V和2.0V左右出现了两个放电电压平台。
[0054] 图5为本发明实例化1的硫化锂自支撑碳球/碳纳米纤维复合材料在不同倍率(0.2C,0.5C,1C,2C,1C,0.5C,0.2C,以硫的理论容量1674mAh/g为基准)充放电电流下的倍率性能曲线，随着放电速率的增加，其比容量也随之相对减小。但在相同的放电速率下，其放电比容量相对稳定，当速率恢复到0.2C时，电池容量的恢复也证明了该正极材料的稳定性。
[0055] 进一步的，将上述所得的硫化锂自支撑碳球/碳纳米纤维复合材料切成直径为16mm的圆形电极片并组装电池测试。
[0056] 具体组装过程如下：在湿度和氧气浓度低于1ppm，充满氩气保护的手套箱中，使用LIR2032硬币型电池组装电池。其中硫化锂自支撑碳球/碳纳米纤维复合材料为正极，Celgard2325作为隔膜，1mLiTFSI溶解在1,3-二氧戊环(DOL)和乙二醇二甲醚(DME)(体积比1:1)为电解液。在充放电测试系统中，充放电测试电压为1.7V～2.8V。
[0057] 从上述分析可以得出，该自支撑电极更好地包覆了硫化锂，增加了电子导电性，减缓了聚硫锂的扩散，使其组装的电池在0.2C的充放电速率下，循环300次时，每次的衰减率仅为0.078％。其倍率性能较稳定，当充放电速率恢复时，其比容量也能有较好的恢复，说明了该正极材料组装的电池有较好的性能。
[0058] 以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
[0059] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
