[发明专利]锂硫电池正极材料、其制备方法及锂硫电池

说明书

一种锂硫电池正极材料，所述锂硫电池正极材料包括碳材料、高熵合金氧化物以及硫，所述高熵合金氧化物负载于所述碳材料的表面，所述硫填充于所述碳材料和所述高熵合金氧化物之间的孔隙或者负载于所述碳材料和/或所述高熵合金氧化物的表面。本申请还提供一种所述锂硫电池正极材料的制备方法以及锂硫电池。本申请提供的锂硫电池正极材料包括碳材料以及高熵合金氧化物，所述碳材料作为导电基底，有利于提高锂硫电池正极材料的导电性；所述高熵合金氧化物极性强，对锂硫电池充放电中间产物多硫化物具有较强的吸附性能，防止多硫化物在电解液中溶解；所述高熵合金氧化物具有较高的稳定性，从而有利于提升锂硫电池的循环稳定性。

技术领域

本申请涉及电化学储能领域，尤其涉及一种锂硫电池正极材料、锂硫电池正极材料的制备方法及包括所述锂硫电池正极材料的锂硫电池。

背景技术

随着人类社会的不断发展，人们对能源的需求愈加旺盛，能源已经成为现代社会的支柱之一。而能源和储能设备的发展应该是相辅相成的，而且最近新能源汽车的发展是大势所趋，所以发展高能量密度，安全且耐用的能量存储器件是十分必要的。锂硫电池具有1675mAh/g的高理论比容量和2600Wh/kg的高能量密度，然而多硫化物的“穿梭效应”会造成锂硫电池容量的快速衰减。

通过构建合适的硫载体，将活性物质锚定在载体上可抑制多硫化物的溶解与穿梭。其中，碳基载体往往具有优异的电子传输能力和较大的比表面积和孔体积而得到广泛应用。但是碳基载体的非极性特性导致其与中间产物多硫化物的化学亲和力弱，难以抑制多硫化物在电解液中的溶解。金属化合物能够化学吸附多硫化物，抑制其溶解过程，但是大部分金属化合物在充放电过程中稳定性差，导致锂硫电池的循环稳定性降低。

发明内容

为解决现有技术的不足，有必要提供一种与中间产物多硫化物的化学亲和力强且稳定性好的锂硫电池正极材料，以解决上述问题。

另，还有必要提供一种所述锂硫电池正极材料的制备方法。

另，还有必要提供一种锂硫电池。

一种锂硫电池正极材料，所述锂硫电池正极材料包括碳材料、高熵合金氧化物以及硫，所述高熵合金氧化物负载于所述碳材料的表面，所述硫填充于所述碳材料和所述高熵合金氧化物之间的孔隙或者负载于所述碳材料和/或所述高熵合金氧化物的表面。

在本申请一些实施方式中，所述高熵合金氧化物占所述锂硫电池正极材料总质量的0.5％-30％。

在本申请一些实施方式中，所述高熵合金氧化物中的金属元素选自铜、亚铁、钴、锰、镍、锌、镁、锡、钛、铬、钒、钼以及锆中的至少五种。

在本申请一些实施方式中，所述高熵合金氧化物的粒径为2nm-500nm。

在本申请一些实施方式中，所述硫占所述锂硫电池正极材料总质量的30％-90％。

一种锂硫电池正极材料的制备方法，包括以下步骤:

混合溶剂、碳材料、沉淀剂以及至少五种金属盐，得到一分散液；

将所述分散液进行水热反应，得到前驱体粉末；

煅烧处理所述前驱体粉末，得到碳材料负载的高熵合金氧化物；以及

混合述碳材料负载的高熵合金氧化物与硫并进行煅烧，得到所述锂硫电池正极材料。

在本申请一些实施方式中，所述分散液中还包括表面活性剂以及助表面活性剂，所述表面活性剂具有亲水基团，所述助表面活性剂包括醇类化合物。