[发明专利]二氧化铈-碳-硫复合物、其制造方法以及包含所述二氧化铈-碳-硫复合物的正极和锂硫电池

权利要求书

1.一种二氧化铈-碳-硫(CeO₂-C-S)复合物，其包含：

二氧化铈-碳(CeO₂-C)复合物，其中表面结合有二氧化铈(CeO₂)粒子的圆柱形碳材料缠结并且由此彼此三维相互连接；和

被引入到所述二氧化铈-碳复合物的外表面和内部的至少一部分中的硫。

2.根据权利要求1所述的二氧化铈-碳-硫复合物，其中所述二氧化铈粒子通过在所述圆柱形碳材料的表面上由铈前体进行化学生长而形成。

3.根据权利要求2所述的二氧化铈-碳-硫复合物，其中所述化学生长通过添加酸的水热反应进行。

4.根据权利要求1所述的二氧化铈-碳-硫复合物，其中所述二氧化铈-碳复合物具有分级孔结构，所述分级孔结构包含由所述圆柱形碳材料排列而形成的孔隙。

5.根据权利要求4所述的二氧化铈-碳-硫复合物，其中所述二氧化铈-碳复合物的孔隙率为10％至60％，并且总BET比表面积为50m²/g至700m²/g。

6.根据权利要求4所述的二氧化铈-碳-硫复合物，其中所述孔隙为大孔(50nm)。

7.根据权利要求6所述的二氧化铈-碳-硫复合物，其中所述大孔为300nm至800nm。

8.根据权利要求1所述的二氧化铈-碳-硫复合物，其中所述圆柱形碳材料包含选自由碳纳米管、石墨纳米纤维、碳纳米纤维和活性炭纤维构成的组中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的二氧化铈-碳-硫复合物，其中所述二氧化铈粒子的直径在10nm至30nm的范围内。

10.根据权利要求1所述的二氧化铈-碳-硫复合物，其中基于所述二氧化铈-碳复合物的总重量，所述二氧化铈-碳-硫复合物含有10重量％至50重量％的量的所述二氧化铈粒子。

11.根据权利要求1所述的二氧化铈-碳-硫复合物，其中所述二氧化铈-碳复合物的直径为3μm至10μm。

12.根据权利要求1所述的二氧化铈-碳-硫复合物，其中所述二氧化铈-碳-硫复合物以1:9至9:1的重量比包含所述二氧化铈-碳复合物和硫。

13.一种二氧化铈-碳-硫(CeO₂-C-S)复合物的制造方法，所述方法包含以下步骤：

(a)制备其中混合有模板粒子和圆柱形碳材料的分散体；

(b)将所述分散体喷雾干燥以制备模板粒子-碳复合物；

(c)对所述模板粒子-碳复合物进行热处理以制备具有分级孔结构的碳聚集体；

(d)制备所述碳聚集体和铈前体的混合液；

(e)通过加热所述混合液且然后添加酸而通过水热反应来制备二氧化铈-碳(CeO₂-C)复合物；和

(f)用硫浸渗所述二氧化铈-碳复合材料复合物以制备二氧化铈-碳-硫复合物。

14.根据权利要求13所述的二氧化铈-碳-硫(CeO₂-C-S)复合物的制造方法，其中在所述步骤(a)中将所述圆柱形碳材料和模板粒子以1:1至1:5的重量比混合。

15.根据权利要求13所述的二氧化铈-碳-硫(CeO₂-C-S)复合物的制造方法，其中所述步骤(c)中的所述热处理在非活性气氛中在600℃至1200℃下进行。