[发明专利]一种锂硫电池的正极活性材料及其制备方法

权利要求书

1.一种锂硫电池正极活性材料的制备方法，其特征在于，该方法包含以下具体步骤：

   步骤1，纳米孔碳材料前驱体的制备：将ZnO纳米粒子均匀搅拌分散到聚丙烯酰胺水溶液中，得到ZnO纳米粒子悬浮液；将分散后的悬浮液干燥，得到ZnO纳米粒子/聚丙烯酰胺复合材料；随后将其在惰性气氛保护下高温碳化得到ZnO纳米粒子/碳复合材料；

   步骤2，纳米孔碳材料孔内原位生成纳米ZnS粒子：在惰性气氛保护下，将ZnO纳米粒子/碳复合材料加入到碱金属硫化物溶液中，其中，ZnO与碱金属硫化物的摩尔比为1：2.0~10.0，在水浴加热的条件下，充分搅拌，待反应完全后洗涤，过滤，得到ZnS纳米粒子/碳复合材料；

步骤3，纳米硫粒子/碳复合材料制备：将ZnS纳米粒子/碳复合材料分散在水中形成悬浮液，在充分搅拌的条件下，采用氧化剂使ZnS纳米粒子/碳复合材料中的ZnS转化为S单质，洗涤、干燥，即可得到分散均匀的纳米硫粒子/碳复合材料。

2.如权利要求1所述的锂硫电池正极活性材料的制备方法，其特征在于，步骤1中的ZnO粒子粒径范围为2nm到1微米。

3.如权利要求1或2所述的锂硫电池正极活性材料的制备方法，其特征在于，步骤1中的聚丙烯酰胺的分子量从1万到5000万，聚丙烯酰胺水溶液浓度按重量百分数计为1%-20%。

4.如权利要求3所述的锂硫电池正极活性材料的制备方法，其特征在于，步骤1中，碳化温度为450℃~1000℃之间，碳化时间为1小时到48小时。

5.如权利要求1所述的锂硫电池正极活性材料的制备方法，其特征在于，步骤1中所述的惰性气氛为纯N₂、Ar、N₂-H₂混合气、Ar-H₂混合气中的任意一种。

6.如权利要求1所述的锂硫电池正极活性材料的制备方法，其特征在于，步骤2中所述的惰性气氛为纯N₂、Ar。

7.如权利要求1所述的锂硫电池正极活性材料的制备方法，其特征在于，步骤2中，碱金属硫化物为Na₂S、K₂S或二者的混合物。

8.如权利要求7所述的锂硫电池正极活性材料的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述的碱金属硫化物溶液浓度从0.01mol/L到2mol/L。

9.如权利要求1所述的锂硫电池正极活性材料的制备方法，其特征在于，步骤3中，氧化剂为Na₂SO₃、FeCl_3、Fe₂(SO₄)₃、KMnO₄、Br₂、I₂、H₂O₂中的一种或多种。

10.一种根据权利要求1所述的方法制备的锂硫电池正极活性材料，其特征在于，在纳米孔碳材料的孔内，均匀地填充设置纳米硫粒子，形成纳米硫粒子/碳复合材料，其中，该纳米孔碳材料的孔径为2nm到1微米。