[发明专利]碳纳米管-石墨复合材料、锂硫电池正极材料和锂硫电池

权利要求书

1.一种锂硫电池正极材料，包括集流体、多硫化物阻隔层和位于所述集流体和多硫化物阻隔层之间的活性材料；所述集流体为碳纳米管-石墨复合材料；所述活性材料为硫单质；所述多硫化物阻隔层为碳纳米管-芳纶无纺布；

所述碳纳米管-石墨复合材料由包括碳纳米管、聚酰亚胺短切纤维、成型助剂、疏解剂、分散剂和极性有机溶剂的制备原料，依次经成型、炭化、石墨化和辊压制成；

所述成型助剂包括粘结剂和凝絮剂，所述粘结剂包括聚丙烯酸酯和/或聚乙烯醇；所述凝絮剂包括阳离子聚丙烯酰胺和/或阴离子聚丙烯酰胺；

所述疏解剂包括聚氧化乙烯或十二烷基磺酸钠；

所述分散剂包括十二烷基硫酸钠或聚乙烯吡咯烷酮；

所述极性有机溶剂包括乙醇或二甲基甲酰胺；

所述炭化的温度为1000～1200℃，炭化的时间为3～8h；石墨化的温度为2800～3000℃，石墨化的时间为24～48h；辊压的压力为100～120kN/m；

所述碳纳米管与聚酰亚胺短切纤维的质量比为1：1～7；

所述碳纳米管-石墨复合材料具有孔隙；

所述碳纳米管-石墨复合材料的孔隙的孔径为3～100nm，孔隙率为50～60％；

所述碳纳米管-石墨复合材料的比表面积为15～30m²/g，表面电阻为3～15Ω/□；

所述碳纳米管-芳纶无纺布孔隙的孔径为2～110nm；所述碳纳米管-芳纶无纺布的厚度为0.01～0.1mm。

2.如权利要求1所述的锂硫电池正极材料，其特征在于，所述活性材料占锂硫电池正极材料总质量的10～30％。

3.权利要求1或2所述锂硫电池正极材料的制备方法，包括：将包括活性材料的浆料涂覆在碳纳米管-石墨复合材料的单面，然后将碳纳米管-芳纶无纺布层铺在浆料层的表面，再经过热压得到锂硫电池正极材料。

4.一种锂硫电池，包括正极壳、正极、隔膜、负极、负极壳和电解液；其特征在于，所述正极为权利要求1或2所述的锂硫电池正极材料或权利要求3所述制备方法制备得到的锂硫电池正极材料。