[发明专利]一种锂硫电池正极材料及其制备方法

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：包括如下步骤：

(1)多孔碳的制备：利用沥青作为碳源，将沥青和氢氧化钾混合研磨充分后进行烧结处理；然后取出黑色固体并用去离子水洗涤，干燥，制得多孔碳；

(2)掺杂氧化铈的多孔碳材料的制备：将多孔碳和硝酸铈混合，采用液相浸渍法在多孔碳中负载上纳米CeO2颗粒，干燥，然后进行烧结处理，制得掺杂氧化铈的多孔碳材料；

(3)锂硫电池正极材料的制备：将掺杂氧化铈的多孔碳材料与升华硫混合后研磨，采用惰性气体保护后进行保温处理，制得锂硫电池正极材料。

2.根据权利要求1所述的一种锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，沥青和氢氧化钾的质量比为4.5-5.5:1.5-2.5；烧结温度为750-850℃，烧结时间为1.5-2.5h，升温速率为4-6℃/min，保护气氛为Ar气。

3.根据权利要求1所述的一种锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)具体为：首先称取4.5-5.5g沥青和2.5-3.5g氢氧化钾混合，经过充分研磨后转入刚玉坩埚中，接着放入管式炉中在750-850℃温度下烧结处理1.5-2.5h，升温速率为4-6℃/min，保护气氛为Ar气；然后取出黑色固体放入装有去离子水的烧杯中静置6-8h，再用去离子水洗涤、抽滤，最后放入55-65℃的真空干燥箱中过夜干燥，制得多孔碳。

4.根据权利要求1所述的一种锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，多孔碳和硝酸铈的质量比为2.5-3.5:0.5-1.5；烧结温度为450-550℃，烧结时间为1.5-2.5h，升温速率为4-6℃/min，保护气氛为Ar气。

5.根据权利要求1所述的一种锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，制得的掺杂氧化铈的多孔碳材料的比表面积为2650-2750m²/g、孔容为1.5-1.8cm³/g。

6.根据权利要求1所述的一种锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)具体为：首先称取0.25-0.35g多孔碳和0.05-0.15gCe硝酸铈加入盛有去离子水的烧杯中，然后放入恒温油浴磁力搅拌器在55-65℃温度下将烧杯中的混合物搅干；将搅干后的固体放入真空干燥箱中干燥，最后放入管式炉中在450-550℃温度下烧结处理1.5-2.5h，升温速度4-6℃/min，Ar作为保护气氛，制得掺杂氧化铈的多孔碳材料。

7.根据权利要求1所述的一种锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，掺杂氧化铈的多孔碳材料与升华硫的质量比为6-8：2-4；保温温度为150-160℃，保温时间为16-20h。

8.根据权利要求1所述的一种锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)具体为：首先按质量6-8：2-4的比例称取掺杂氧化铈的多孔碳材料与升华硫混合，然后放入研钵中研磨25-35min，接着装入聚四氟乙烯内衬中，在手套箱中将反应釜拧紧，最后放入真空干燥箱中在150-160℃温度下保温16-20h，制得的锂硫电池正极材料。

9.一种锂硫电池正极材料，其特征在于：所述锂硫电池正极材料根据权利要求1-8任一项所述的制备方法制得。

10.如权利要求9所述的一种锂硫电池正极材料的应用，所述锂硫电池正极材料应用于锂硫电池中，充放电电压区间在1.7-2.7V。