[发明专利]用于Li-S电池的阴极材料以及该阴极材料、由该阴极材料构成的阴极和包含该阴极的Li-S电池的制备方法

权利要求书

1.一种用于Li-S电池的阴极材料，其包含去氢丙烯腈基聚合物、硫和石墨烯纳米层(GNS)，其中所述阴极材料颗粒为球状的，去氢丙烯腈基聚合物的含量为20-79wt％，硫的含量为20-79wt％和GNS的含量为1-30wt％。

2.根据权利要求1的用于Li-S电池的阴极材料，其中所述阴极材料的粒径分布具有在1-30μm范围内的单峰特性。

3.根据权利要求1的用于Li-S电池的阴极材料，其中所述去氢丙烯腈基聚合物包含丙烯腈共聚物和具有50,000-300,000范围的分子量的丙烯腈均聚物。

4.根据权利要求3的用于Li-S电池的阴极材料，其中所述丙烯腈共聚物选自包含丙烯腈-丁二烯共聚物、丙烯腈-氯乙烯共聚物、丙烯腈-丙烯酸甲酯共聚物、丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯共聚物或丙烯腈-苯乙烯共聚物的群组，并且在所述丙烯腈共聚物中的丙烯腈单元的摩尔百分比为90％-99％。

5.一种阴极，其由根据之前权利要求中的任何一项所述的阴极材料构成。

6.一种Li-S电池，其包含根据权利要求5所述的阴极。

7.制备用于Li-S电池的阴极材料的方法，其包括以下步骤：

分散0.05-0.2重量份的石墨烯纳米层于水中；

均质化所述分散体；

添加1-2重量份的具有10nm-500nm范围的粒径的丙烯腈基聚合物；

均质化所述悬浮液并通过喷雾干燥法干燥所述均质悬浮液以获得具有1-20μm范围的粒径的球状二级颗粒；

通过捣锤将5-20重量份的硫与所得球状二级颗粒混合；

在保护性气氛中加热所述混合物；以及

在周围环境温度下冷却以获得具有球形阴极材料颗粒的所述阴极材料。

8.根据权利要求7所述的方法，其中在200-400℃的温度下加热所述混合物。

9.根据权利要求8所述的方法，其中加热所述混合物1-20小时。

10.根据权利要求7所述的方法，其中所述阴极材料的粒径分布具有在1-30μm范围内的单峰特性。

11.根据权利要求7所述的方法，其中所述丙烯腈基聚合物为包含丙烯腈共聚物和具有50,000-300,000范围的分子量的丙烯腈均聚物的丙烯腈聚合物。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述丙烯腈共聚物选自包含丙烯腈-丁二烯共聚物、丙烯腈-氯乙烯共聚物、丙烯腈-丙烯酸甲酯共聚物、丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯共聚物或丙烯腈-苯乙烯共聚物的群组，并且在所述丙烯腈共聚物中的丙烯腈单元的摩尔百分比为90％-99％。