[发明专利]一种锂硫电池正极材料的制备方法

权利要求书

1.一种锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将碳源、功能化材料前驱体溶于去离子水中，均匀混合；其中，所述功能化材料前驱体包括铁源和锌源；

步骤二、将得到的混合物进行冷冻干燥，得到混合前驱体；

步骤三、将得到的混合前驱体在500～800℃下进行热处理；

步骤四、将步骤三得到的混合粉末进行碱洗，以洗去混合粉末中多余的用于造孔的氧化锌，得到ZnFe₂O₄/C复合材料；

步骤五、采用球磨或研钵研磨法将得到的ZnFe₂O₄/C复合材料与硫混合，然后将混合物置于聚四氟乙烯罐中，在氩气气氛中120～160℃下，保温8～12h后取出，自然冷却至室温，得到ZnFe₂O₄/C/S复合材料，所述ZnFe₂O₄/C复合材料的粒径为20～100nm。

2.根据权利要求1所述锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述碳源、铁源、锌源的质量比为1～6:6～15:0.5～5。

3.根据权利要求1-2任一项所述的制备方法，其特征在于，所述冷冻干燥过程为将混合物置于冷冻干燥机中，设置在-15～-20℃下结晶11～13h，然后真空升华干燥。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤三中所述热处理过程为在氩气气氛下，110～120℃下保温1.0～2.0h，以除去铁源中的结晶水，其中铁源为氯化铁，接着升温至500～800℃，保温2～4h后，自然冷却至室温，得到碳化后的混合粉末。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤四中所述碱洗过程具体为将混合粉末置于200mL的强碱溶液中，加热至75～90℃，保温3.5～5.5h后过滤，并反复用去离子水清洗，从而得到ZnFe₂O₄/C复合材料。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述强碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或两种混合物；所述强碱浓度为2～8mol L^-1。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述强碱浓度为5～6mol L^-1。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述ZnFe₂O₄/C复合材料与硫的质量比为3.0～5.0:4.0～10.0，所述球磨转速为120～160r/min，球磨时间为2.5～6h。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述ZnFe₂O₄/C复合材料与硫的质量比为4.0～5.0:6.0～10.0。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳源为壳聚糖、葡萄糖、甘氨酸、蔗糖、淀粉中的一种或任意组合；

所述铁源为可溶性铁盐；所述可溶性铁盐为氯化铁，硝酸铁中的一种或两种的混合物；

所述锌源为可溶性锌盐；所述可溶性锌盐为氯化锌,硝酸锌中的一种或两种的混合物。

11.一种锂硫电池，其特征在于，采用权利要求1-10中任一项所述方法得到的锂硫电池正极材料应用于锂硫电池。