[发明专利]一种锂硫-锂离子杂化电池和锂硫-锂离子杂化电池正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种锂硫-锂离子杂化电池正极材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)含导电材料、锂源和金属源的有机分散液，置于密闭容器内，在50℃～250℃温度下进行溶剂热反应，反应结束后，蒸干溶剂，得到产物I；

所述导电材料包括科琴炭黑、Super P、乙炔黑、石墨烯、碳纳米管、碳纳米纤维中至少一种；

所述金属源为含Ti、Fe、Co、Ni、Mn、V、Al中至少一种的金属盐类；

2)所述产物I在300～1200℃温度下焙烧，得到产物II；

3)所得产物II与单质硫经过研磨混合后，置于保护气氛下，在130～200℃温度下热处理，即得。

2.根据权利要求1所述的锂硫-锂离子杂化电池正极材料的制备方法，其特征在于：

所述锂源中锂与所述金属源中Ti、Fe、Co、Ni、Mn、V和Al的总摩尔比为2:1～1:1.25；

所述导电材料的添加量以锂硫-锂离子杂化电池正极材料质量的1％～50％计量；所述单质硫占产物II和单质硫总质量的0.1％～99.9％。

3.根据权利要求2所述的锂硫-锂离子杂化电池正极材料的制备方法，其特征在于：

所述锂源包括氢氧化锂、碳酸锂、醋酸锂、硝酸锂中至少一种；

所述金属源包括钛酸丁酯、四氯化钛、硫酸钛、硫酸镍、硝酸镍、氯化镍、硫酸钴、硝酸钴、氯化钴、硫酸锰、硝酸锰、氯化锰、硝酸铁、氯化铁、硫酸铁、硫酸亚铁、醋酸亚铁、钒酸钙、钒酸镁、钒酸铁、钒酸锰、五氧化二钒中至少一种。

4.根据权利要求1～3任一项所述的锂硫-锂离子杂化电池正极材料的制备方法，其特征在于：

所述溶剂热反应的时间为2～30h；

所述焙烧的时间为1～10h；

所述热处理时间为2～30h。

5.一种锂硫-锂离子杂化电池正极材料，其特征在于：由权利要求1～4任一项所述方法制备得到。

6.根据权利要求5所述的锂硫-锂离子杂化电池正极材料，其特征在于：由包括锂离子正极材料、单质硫和导电材料在内的原料复合而成；

所述锂离子正极材料包括Li₄Ti₅O₁₂、LiFePO₄、LiMn₂O₄、LiNi_xCo_yMn_zO₂、nLi₂MO₃(1-n)LiMO₂中的至少一种；其中，nLi₂MO₃(1-n)LiMO₂中M为Ni、Co、Fe、Al或Ni_1/2Mn_1/2，n＝0～1；x+y+z＝1，且x＝0～1，y＝0～1，z＝0～1；

所述导电材料为科琴炭黑、Super P、乙炔黑、石墨烯、碳纳米管、碳纳米纤维、中至少一种。

7.根据权利要求6所述的锂硫-锂离子杂化电池正极材料，其特征在于：所述单质硫和所述锂离子正极材料的质量比为0.1:99.9～99.9:0.1；所述导电材料占锂硫-锂离子杂化电池正极材料总质量的1％～50％。

8.一种锂硫-锂离子杂化电池，包括正极、电解质和负极，其特征在于：充放电电压范围为1～4.2V；所述正极包含权利要求5～7任一项所述的锂硫-锂离子杂化电池正极材料。