[发明专利]复合导电聚合物包覆单质硫的制备方法及其用途

权利要求书

1.复合导电聚合物包覆单质硫的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)溶液A的制备：将吡咯单体与掺杂剂溶解到酸性溶液中，调节溶液pH至1～5，得到溶液A；

(2)悬浮溶液B的制备：将吡咯，苯胺，噻吩单体以及掺杂剂加入到酸性溶液中，加入单质硫、乳化剂，采用砂磨机进行砂磨，控制粒径中D50范围为50～100nm，控制溶液pH至4.5～6.5，得到悬浮溶液B；

(3)铝箔处理：采用超声波分别对铝箔进行丙酮除油和乙醇除水，处理干净后，晾干备用；

(4)预处理铝箔C的制备：采用三电极体系，以步骤3处理后的铝箔为工作电极，铂片为辅助电极，饱和甘汞电极为参比电极，以溶液A为支持电解液，控制反应温度为-5～5℃，采用电化学方法聚合，形成预处理铝箔C；

(5)包覆单质硫：采用三电极体系，以预处理铝箔C为工作电极，铂片为辅助电极，饱和甘汞电极为参比电极，以溶液B为支持电解液，控制合成温度为-5～5℃，单质硫选自高纯硫、升华硫中的一种，其含量为导电聚合物单体质量的30～80％，采用电化学方法聚合，可在预处理铝箔表面形成一层包裹有单质硫的聚吡咯/聚苯胺/聚噻吩复合导电聚合物薄膜。

2.根据权利要求1所述的复合导电聚合物包覆单质硫的制备方法，其特征在于：所述掺杂剂选自十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、萘磺酸钠其中一种或两种，其中溶液A中掺杂剂质量占比1～3％，溶液B中掺杂剂质量占比5～8％。

3.根据权利要求1所述的复合导电聚合物包覆单质硫的制备方法，其特征在于：所述溶液A中酸性溶液选自硫酸、对甲苯磺酸、草酸中一种；所述溶液A中吡咯单体浓度范围为0.05～0.5mol/L。

4.根据权利要求1所述的复合导电聚合物包覆单质硫的制备方法，其特征在于：所述溶液B中噻吩单体含量占导电聚合物单体摩尔浓度的2～5％；所述吡咯与苯胺单体浓度比为1:5～5:1；所述导电聚合物单体总浓度为0.1～1mol/L。

5.根据权利要求1所述的复合导电聚合物包覆单质硫的制备方法，其特征在于：所述溶液B中酸性溶液选自硫酸、盐酸、对甲苯磺酸，水杨酸、草酸中的一种。

6.根据权利要求1所述的复合导电聚合物包覆单质硫的制备方法，其特征在于：所述乳化剂选自聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇、聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物、环氧乙烷-环氧丁烷共聚物中一种或多种；所述乳化剂占悬浮溶液B质量的3～5％。

7.根据权利要求1所述的复合导电聚合物包覆单质硫的制备方法，其特征在于：所述铝箔预处理过程采用的电化学聚合方法为恒电流法，控制电流密度为0.3～0.8mA/cm2，合成时间为5～10s。

8.根据权利要求1所述的复合导电聚合物包覆单质硫的制备方法，其特征在于：所述电化学聚合方法为循环伏安法，其中控制的电化学参数为：扫描电位范围-0.5～1.6VSCE，扫描速率10～30mV/s，扫描次数8～15次。

9.根据权利要求1所述的复合导电聚合物包覆单质硫的制备方法，其特征在于：所述电化学聚合方法为恒电流法，其中控制的电化学参数为：电流密度0.1～0.35mA/cm2，合成时间10～15min。

10.一种根据权利要求1～9任一项所述的复合导电聚合物包覆单质硫的制备方法制备出的包覆有单质硫的复合导电聚合物的用途，其特征在于：所述包覆有单质硫的聚吡咯/聚苯胺/聚噻吩复合导电聚合物膜的预处理铝箔可直接作为锂硫电池正极极片使用，所述铝箔可作为集流体。