[发明专利]一种碳硫复合正极及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种碳硫复合正极，其特征在于，包括集流体和涂布在所述集流体上的正极浆料，所述正极浆料包括碳硫复合材料，所述碳硫复合材料包括载体和附着在所述载体上的硫，所述载体以多孔碳为基体，在所述基体的表面原位生成氧化铈；

该碳硫复合正极的制备方法，包括：

载体制备步骤：将铈盐溶解于去离子水中，加入多孔碳后搅拌均匀，升温，滴加浓盐酸，随后添加6-氨基己酸，反应后降至室温，离心洗涤并干燥，获取所述载体；所述铈盐为硝酸铈、醋酸铈中的一种或两种；所述多孔碳为碳纳米管、碳气凝胶、活性炭中的一种或几种；铈盐的添加量为0.1-4g，去离子水的用量为100-500mL，多孔碳的添加量为1-10g，浓盐酸的添加量为5-50μL，6-氨基己酸的添加量为0.5-5g；升温至90-100℃，反应10min-6h后降至室温，干燥温度为50-120℃；

碳硫复合材料制备步骤：将所述载体与升华硫混合均匀，并置于水热反应釜中，将所述水热反应釜置于程序控温干燥箱中，干燥后获取所述碳硫复合材料；多孔碳与升华硫的质量比为1:(1-3)，干燥箱以1℃min^-1的速度升温到155℃后，保温12h，获取所述碳硫复合材料；

正极浆料制备步骤：将所述碳硫复合材料、导电剂、粘结剂加入球磨罐中，再加入球磨珠和去离子水，然后密封球磨罐，将所述球磨罐放入球磨机中进行球磨，得到所述正极浆料；

涂布干燥步骤：将所述正极浆料涂布在集流体上，涂布完成后将极片干燥，获取半成品；

冲压步骤：将所述半成品进行冲压，即得。

2.如权利要求1所述的碳硫复合正极，其特征在于，所述集流体为碳纤维毡。

3.如权利要求1所述的碳硫复合正极，其特征在于，所述多孔碳为碳纳米管、碳气凝胶、活性炭中的一种或几种。

4.如权利要求1所述的碳硫复合正极，其特征在于，所述正极浆料还包括导电剂和粘结剂，所述碳硫复合材料占所述正极浆料固含量的74-94％；所述导电剂为super-P、碳纳米管、碳纤维和石墨烯中的一种或几种，所述导电剂占所述正极浆料固含量的5-20％；所述粘结剂为LA132和LA133中一种或两种，所述粘结剂占所述正极浆料固含量的1-6％。

5.一种如权利要求1-4任一项所述的碳硫复合正极的制备方法，其特征在于，包括：

载体制备步骤：将铈盐溶解于去离子水中，加入多孔碳后搅拌均匀，升温，滴加浓盐酸，随后添加6-氨基己酸，反应后降至室温，离心洗涤并干燥，获取所述载体；

碳硫复合材料制备步骤：将所述载体与升华硫混合均匀，并置于水热反应釜中，将所述水热反应釜置于程序控温干燥箱中，干燥后获取所述碳硫复合材料；所述铈盐为硝酸铈、醋酸铈中的一种或两种；所述多孔碳为碳纳米管、碳气凝胶、活性炭中的一种或几种；铈盐的添加量为0.1-4g，去离子水的用量为100-500mL，多孔碳的添加量为1-10g，浓盐酸的添加量为5-50μL，6-氨基己酸的添加量为0.5-5g；升温至90-100℃，反应10min-6h后降至室温，干燥温度为50-120℃；

正极浆料制备步骤：将所述碳硫复合材料、导电剂、粘结剂加入球磨罐中，再加入球磨珠和去离子水，然后密封球磨罐，将所述球磨罐放入球磨机中进行球磨，得到所述正极浆料；多孔碳与升华硫的质量比为1:(1-3)，干燥箱以1℃min^-1的速度升温到155℃后，保温12h，获取所述碳硫复合材料；

涂布干燥步骤：将所述正极浆料涂布在集流体上，涂布完成后将极片干燥，获取半成品；

冲压步骤：将所述半成品进行冲压，即得。