[发明专利]用于铝硫电池的正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种用于铝硫电池的正极材料，其特征在于，该正极材料包括正极活性材料、导电剂和粘结剂，其中，正极活性材料包含铝元素、硫元素和可选的过渡金属元素M，其化学式为：Al_xM_2-xS₃，其中，x为0<x≤2，

其中，所述的正极材料的制备方法包括以下步骤：

(1)在惰性气氛中，将铝粉、硫粉和可选的过渡金属粉末进行球磨，得到混合粉末，并进行压制和烧结，得到正极活性材料；

(2)将所述正极活性材料、导电剂和粘结剂进行混合，得到正极材料。

2.根据权利要求1所述的正极材料，其中，所述过渡金属元素M选自Fe，Cu，Zn，Zr，Mo，V，Cr，Co，Ni和Mg中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的正极材料，其中，以正极材料总重量为基准，所述正极材料含有20-79重量％的正极活性材料，20-70重量％的导电剂和1-20重量％的以干基计的粘结剂。

4.根据权利要求3所述的正极材料，其中，以正极材料总重量为基准，所述正极材料含有20-50重量％的活性材料，40-70重量％的导电剂和10重量％的以干基计的粘结剂。

5.根据权利要求1所述的正极材料，其中，所述粘结剂为聚乙烯吡咯烷酮和水的混合物或聚四氟乙烯和水的混合物。

6.根据权利要求5所述的正极材料，其中，在所述聚乙烯吡咯烷酮和水的混合物中，聚乙烯吡咯烷酮在水中的含量为10-150mg/ml。

7.根据权利要求6所述的正极材料，其中，在所述聚乙烯吡咯烷酮和水的混合物中，聚乙烯吡咯烷酮在水中的含量为20-50mg/ml。

8.根据权利要求5所述的正极材料，其中，在所述聚四氟乙烯与水的混合物中，聚四氟乙烯在水中的含量为10-150mg/ml。

9.根据权利要求8所述的正极材料，其中，在所述聚四氟乙烯与水的混合物中，聚四氟乙烯在水中的含量为20-50mg/ml。

10.根据权利要求1所述的正极材料，其中，所述正极活性材料的粒径为2nm-50μm。

11.根据权利要求10所述的正极材料，其中，所述正极活性材料的粒径为1μm-5μm。

12.根据权利要求1所述的正极材料，其中，所述铝粉、硫粉和可选的过渡金属粉末的摩尔比为(1.5-2)：3：(0-0.5)，且铝粉和过渡金属粉末的总和与硫粉的摩尔量比为2:3。

13.根据权利要求1所述的正极材料，其中，在步骤(1)中，所述球磨的条件包括：铝粉、硫粉和可选的过渡金属粉末的总质量与钢球质量比为1：(10-120)，转速为250-600rpm，温度为10-30℃，时间为0.5-30h。

14.根据权利要求1所述的正极材料，其中，在步骤(1)中，所述压制的条件包括：压力为1-10MPa。

15.根据权利要求14所述的正极材料，其中，所述压制的条件包括：压力为3-6MPa。

16.根据权利要求1所述的正极材料，其中，在步骤(1)中，所述烧结的过程包括：将压制后的混合粉末放入加热炉中，以升温速率为50-300℃/h进行升温，在50-200℃下保温0.5-3小时，然后继续以50-300℃/h的速率升温至500-700℃，保温5-10个小时。