[发明专利]一种锂硫电池复合正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种锂硫电池复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

将纳米粒子1、纳米粒子2与氧化剂制成均一的氧化性纳米粒子分散液，其中，所述纳米粒子1和纳米粒子2选自具有导电性能且能够吸附多硫化物的纳米粒子，并且纳米粒子1和单质硫的极性相互作用大于纳米粒子2和单质硫的极性相互作用；所述纳米粒子1选自金属氧化物或金属氧化物改性的纳米粒子，所述纳米粒子2选自对苯氨基苯磺酸改性的纳米粒子；其中，所述纳米粒子为石墨烯、碳纳米管或炭黑；

将氧化性纳米粒子分散液和含硫还原性前驱液搅拌反应使得含硫还原性前驱液被氧化性纳米粒子分散液中的含氧官能团氧化原位地析出单质硫，所得单质硫则先与纳米粒子1复合，然后与纳米粒子2复合，从而使得单质硫被纳米粒子1和纳米粒子2稳定地封装起来；

经离心、洗涤和冻干得所述锂硫电池复合正极材料。

2.根据权利要求1所述的锂硫电池复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述纳米粒子1选自负载二氧化钛的碳纳米管、二氧化钛或二氧化锰，所述纳米粒子2选自磺化石墨烯或磺化碳纳米管。

3.根据权利要求1或2所述的锂硫电池复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述纳米粒子1与纳米粒子2的质量比为：1：5~5：1。

4.根据权利要求3所述的锂硫电池复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述纳米粒子1与纳米粒子2的质量比为：1：1~3：1。

5.根据权利要求1或2所述的锂硫电池复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述纳米粒子1、纳米粒子2与氧化剂制成均一的氧化性纳米粒子分散液的方法为：先将纳米粒子1、纳米粒子2加入到蒸馏水中超声分散混匀得纳米粒子水溶液，再加入氧化剂混匀得氧化性纳米粒子分散液。

6.根据权利要求1或2所述的锂硫电池复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述氧化剂为双氧水。

7.根据权利要求1或2所述的锂硫电池复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述氧化性纳米粒子分散液中纳米粒子的质量浓度为0.01~5wt%。

8.根据权利要求1或2所述的锂硫电池复合正极材料的制备方法，其特征在于，氧化性纳米粒子分散液和含硫还原性前驱液混合搅拌反应的方法为：在高速搅拌的条件下将含硫还原性前驱液滴加到氧化性纳米粒子分散液中；其中，所述高速搅拌的搅拌速率为5000r/min以上。

9.根据权利要求8所述的锂硫电池复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述含硫还原性前驱液的滴加速率小于3mL/min。

10.根据权利要求1或2所述的锂硫电池复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述含硫还原性前驱液为单质硫粉末与混合溶液反应制得的前驱液，混合溶液为N,N-二甲基甲酰胺与水合肼的混合溶液。

11.根据权利要求10所述的锂硫电池复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述含硫还原性前驱液中，单质硫占混合溶液的质量分数为10%~50%。

12.根据权利要求10所述的锂硫电池复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述混合溶液中，水合肼和N,N-二甲基甲酰胺的体积比为1：3~5：1。

13.根据权利要求10所述的锂硫电池复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述氧化性纳米粒子分散液中氧化剂的加入量为含硫还原性前驱液中水合肼体积的50%以上。