[发明专利]一种用于锂-硫电池的碳包覆硫化锂复合电极及其制备方法

权利要求书

1.一种用于锂-硫电池的碳包覆硫化锂复合电极的制备方法，其特征在于：

所述碳包覆硫化锂复合电极是使硫化锂原位生长在碳材料中，直接制备出碳包覆硫化锂复合电极，所述电极具有三维多孔结构，电极中碳包覆层为氮/氟共掺杂碳材料、硫/氟共掺杂碳材料或氮/硫/氟共掺杂碳材料；

所述碳包覆硫化锂复合电极的制备方法，包括如下步骤：

步骤1、首先制备出微米或纳米级的硫酸锂颗粒，然后在其表面包覆一层聚合物，制备出核壳结构的硫酸锂@聚合物复合材料；

步骤2、将步骤1所得硫酸锂@聚合物复合材料与导电剂和粘结剂混合调浆，再通过刮涂法将浆料涂覆在三维多孔导电基体上，干燥后得到硫酸锂@聚合物复合电极；

所述导电剂为炭黑、乙炔黑、石墨、活性炭、碳纤维、碳纳米管、石墨烯和富勒烯中的一种或几种的混合；所述粘结剂为含氟粘结剂；所述三维多孔导电基体为碳纸、碳纤维布或石墨烯纸中的一种；

步骤3、将步骤2所得硫酸锂@聚合物复合电极在干燥的惰性气氛中或真空条件下进行热处理，即直接制备出所述碳包覆硫化锂复合电极；

所述热处理分为三个阶段：第一阶段温度为100～300℃，时间为0～3小时；第二阶段温度为500～700℃，时间为0.5～3小时；第三阶段温度为700～940℃，时间为0.5～3小时。

2.根据权利要求1所述的碳包覆硫化锂复合电极的制备方法，其特征在于：步骤1中，所述聚合物为含氮、含硫或含氟聚合物。

3.根据权利要求1所述的碳包覆硫化锂复合电极的制备方法，其特征在于：步骤2中，所述硫酸锂@聚合物复合材料和所述导电剂的质量比为1：0.01～10，所述粘结剂的加入质量为硫酸锂@聚合物复合材料、导电剂和粘结剂总质量的1～20％。

4.一种由权利要求1~3中任意一项所述制备方法所制得的碳包覆硫化锂复合电极，其特征在于：电极中硫化锂的粒径不大于10nm。

5.一种锂-硫电池，其特征在于：所述锂-硫电池是以权利要求4所述的碳包覆硫化锂复合电极直接作为正极。