[发明专利]一种高硫负载锂硫电池正极及其制备方法、锂硫电池

权利要求书

1.一种高硫负载锂硫电池正极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将碳材料和硫加入水中，混合均匀得到碳硫混合浆液；

(2)将步骤(1)后的碳硫混合浆液加入砂磨机中进行纳米球磨，再进行干燥并粉碎，然后加热熔融，得到碳硫复合正极材料；

(3)将导电剂、粘合剂及步骤(2)后的碳硫复合正极材料加入水中，混合均匀后制得锂硫电池正极浆料前驱体，然后将正极浆料前驱体加入砂磨机中进行纳米球磨，得到锂硫电池正极浆料；

(4)将步骤(3)后的锂硫电池正极浆料均匀涂覆在铝箔上，经烘干后得到高硫负载锂硫电池正极。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)和步骤(3)中，纳米球磨的转速为1000-1500rpm，时间为20-60min。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中碳材料为科琴黑、碳纳米管、卡博特导电碳黑BP2000、乙炔黑、石墨烯中的一种或几种；所述碳材料与硫的质量比为1:(2-9)；所述碳硫混合浆液的固含量为10％-30％。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中导电剂为碳纳米管、Super-P、乙炔黑中的一种或几种；所述粘合剂为水性粘合剂，具体为羧甲基纤维素钠和丁苯橡胶的混合物、丙烯腈多元共聚物、聚四氟乙烯、海藻酸钠中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中干燥在鼓风干燥箱中进行，控制温度为45-80℃，时间为10-24h；所述熔融在真空烘箱中进行，控制温度为155-200℃，时间为10-24h。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中碳硫复合正极材料、导电剂与粘合剂的质量比为(6-8):(3-1):1；所述锂硫电池正极浆料的固含量为10％-30％。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，涂覆时刮刀的高度为200-500um；所述烘干在鼓风干燥箱中进行，控制烘干温度为60-100℃，烘干时间为1-6h。

8.一种如权利要求1-7中任一项所述的制备方法制备得到的高硫负载锂硫电池正极，其特征在于，所述锂硫电池正极中硫负载量为3-10mg/cm²。

9.一种锂硫电池，其特征在于，包括权利要求8所述的高硫负载锂硫电池正极、负极以及电解液。

10.根据权利要求9所述的锂硫电池，其特征在于，所述电解液为双三氟甲基磺酸亚酰胺锂、硝酸锂、1,3-二氧戊环和乙二醇二甲醚的混合溶液，所述负极为金属锂片。