[发明专利]自支撑锂硫电池正极片、其制备方法以及锂硫电池

权利要求书

1.一种自支撑锂硫电池正极片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

将硫酸锂与过渡金属硫酸盐加入第一溶剂中，得到前驱体液，所述过渡金属硫酸盐包括硫酸镍、硫酸钴、硫酸钼、硫酸钛、硫酸钒、硫酸镉、硫酸锰、硫酸锌以及硫酸钌中的至少一种；

提供氧化石墨烯、高分子聚合物以及碳纳米管，将所述氧化石墨烯、所述高分子聚合物以及所述碳纳米管加入第二溶剂中，得到分散液；

混合所述前驱体液、所述分散液以及第三溶剂，其中，所述硫酸锂与所述过渡金属硫酸盐不溶或难溶于所述第三溶剂，所述第二溶剂为水，所述第三溶剂为乙醇，所述硫酸锂与所述过渡金属硫酸盐结晶，然后进行干燥处理，得到前驱体膜层；以及

将所述前驱体膜层置于保护气体中，以2℃/min-10℃/min的升温速率升温至600℃-900℃，保温2h-5h以烧结所述前驱体膜层，在烧结过程中，所述高分子聚合物分解，得到碳层，所述氧化石墨烯被还原成石墨烯，所述碳层、所述石墨烯以及所述碳纳米管共同形成三维的导电网络作为碳载体，所述硫酸锂被还原成硫化锂，所述过渡金属硫酸盐被还原成过渡金属硫化物，所述硫化锂以及所述过渡金属硫化物位于所述碳载体的表面和所述碳载体的内部；所述硫化锂与所述过渡金属硫化物在微观结构上接触，所述硫化锂与所述过渡金属硫化物具有共生的晶体结构，从而得到所述自支撑锂硫电池正极片，所述碳载体占所述自支撑锂硫电池正极片总质量的30%-60%；所述硫化锂占所述自支撑锂硫电池正极片总质量的35%-65%；所述过渡金属硫化物占所述自支撑锂硫电池正极片总质量的5%-10%。

2.根据权利要求1所述的自支撑锂硫电池正极片的制备方法，其特征在于，所述水与所述乙醇的体积比为1:10-1:4。

3.一种自支撑锂硫电池正极片，其特征在于，所述自支撑锂硫电池正极片由权利要求1-2任意一项所述的制备方法制备形成。

4.根据权利要求3所述的自支撑锂硫电池正极片，其特征在于，所述自支撑锂硫电池正极片的电导率为2.5S/m-50S/m；所述自支撑锂硫电池正极片的比表面积为50cm²g^-1-1000cm²g^-1；所述自支撑锂硫电池正极片的厚度为1μm-20μm。

5.一种锂硫电池，其特征在于，所述锂硫电池包括权利要求3-4任意一项所述的自支撑锂硫电池正极片。