[发明专利]一种硫复合正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种硫复合正极材料，其特征在于：所述正极材料由石墨烯、单质硫和碳纳米管组成，其中单质硫的含量为50~90wt%，石墨烯含量为10~50wt%，碳纳米管含量为10~50wt%，且三者的含量之和为100%。

2.一种硫复合正极材料的制备方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

（1）将硫与碳纳米管混合球磨后，置于充有惰性气体保护的密闭容器内，在120～300℃下加热12～24h，得到硫碳纳米管复合材料；

（2）将硫碳纳米管复合材料在醇/水液相体系中进行超声分散，得到均一黑色溶液；

（3）向得到的溶液中加入氧化石墨烯溶液，搅拌均匀后，进行超声分散，得到混合物；

（4）将混合物在敞口容器中进行搅拌加热，加热温度为60～120℃，加热时间为12～72h，期间周期性的补充由于加热而挥发的水分，保持混合物的体积恒定；

（5）加热结束后，对混合物进行过滤，得到不溶产物，干燥后得到所述的硫复合正极材料。

3.根据权利要求2所述的一种硫复合正极材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述碳纳米管为单壁碳纳米管或多壁碳纳米管中一种，长度为5～15μm，直径为1～100nm；所述单质硫为高纯硫或升华硫。

4.根据权利要求2所述的一种硫复合正极材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述惰性气体为高纯氮气或氩气，所述加热温度为120～155℃。

5.根据权利要求2所述的一种硫复合正极材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述醇/水液相体系中，醇为甲醇、乙醇、丙醇中一种，醇与水的体积比为1~4:2。

6.根据权利要求2所述的一种硫复合正极材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，所述氧化石墨烯溶液中的氧化石墨烯浓度为0.5mg/ml～3mg/ml。

7.根据权利要求2所述的一种硫复合正极材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，所述搅拌为磁力搅拌，搅拌时间为0.5h～2h。

8.根据权利要求2所述的一种硫复合正极材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）和（3）中，所述超声功率为50～300W，超声时间为0.5h～2h。

9.根据权利要求2所述的一种硫复合正极材料的制备方法，其特征在于：步骤（4）中，所述加热在水浴锅，油浴锅或烘箱中进行。

10.一种二次锂电池，所述二次锂电池包括正极活性材料、负极、电解质和隔膜，其特征在于：其中：正极活性材料为权利要求1所述的硫复合正极材料，负极为金属锂或含锂金属合金；电解质为有机液态、离子液体、固态或凝聚态的电解质。