[发明专利]一种Tex

说明书

本发明属于锂硫电池电极材料领域，具体涉及一种Te_xS_y共掺杂的微纳结构材料、制备方法、电池电极材料片及锂硫电池。所述Te_xS_y共掺杂的微纳结构材料采用三电极体系的循环伏安法制备得到，具有优异的性能，可用来制备锂硫电池的电池电极材料片，从而可用于锂硫电池中，并表现出了良好的电化学性能，在锂电池领域具有巨大的应用潜力和工业价值。

技术领域

本发明属于锂硫电池电极材料领域，具体涉及一种Te_xS_y共掺杂的微纳结构材料、制备方法、电池电极材料片及锂硫电池。

背景技术

随着全球对能源的需求越来越高以及气候、环境问题等日益受到关注，锂电池已经成为未来生活生产中不可或缺的能量储存系统。但目前商业化的三元锂(Mn,Co,Ni)电池因为其固有的容量难以满足日益增长的能源需求，因此S 族元素因为其高容量、高能量密度和储量丰富而受到广泛关注，成为下一代锂电池的最佳候选材料之一。然而，S族元素也存在较大的缺点，例如：体积膨胀、导电性差、穿梭效应等，许多研究者已经针对其存在的问题提出解决方法，并取得了一定的成效。他们往往通过开发导电性的基底材料，例如碳材料(碳纳米管、多孔碳、石墨烯等)、导电高分子等对Li-X(X＝S,Se,Te)电池起到增加导电性以及限制体积膨胀等作用，或者通过改变电解质，起到抑制穿梭效应的效果。

然而，S族元素内部各个元素之间都存在优缺点，例如S导电性差而Te导电性好，Te容量低而S、Se容量相对较高等。因此，通过S族元素内部之间的优势结合，开发一类含两种及两种以上S族元素的正极材料也是一种很好的途径。基于此，本文通过多种方法合成碲硫微纳结构材料以及碲硒微纳结构材料，并测试其储锂性质。

近几年来，具有光电响应，优异的金属离子存储能力以及具有高电化学稳定性的碲硫共掺的复合材料已有报道，特别是应用于能源存储，光电响应等应用方面的鲜有报出，例如：

CN109453374A公开了一种碲-硫化亚铜异质结复合材料的制备方法，其制备方法如下：将铜化合物与二甲基二硫代氨基甲酸钠加入无水乙醇中，充分搅拌，抽滤烘干得到硫铜源前驱体；硫碲源前驱体购买所得；然后将含硫铋源前驱体和硫铜源前驱体加入到有机溶剂中，充分搅拌，混合均匀，得到前驱反应液；再将所述前驱反应液进行两段式微波加热恒温反应，得到前面所述结构的碲-硫化亚铜异质结复合材料。该材料具有优良的光热性能和光热效应的碲- 硫化亚铜异质结复合，但是在制备过程中使用了大量的有机溶剂对，污染影响较大。

CN109768276A公开了一种碲硫化聚丙烯腈正极材料的制备方法，其制备方法如下：首先将硫化剂与碲化剂共热制备碲硫化物，再将聚丙烯腈、碲硫化物及催化剂共热，制得碲硫化聚丙烯腈正极材料。通过该方法得到的新型正极复合材料主链为含有氮原子的碳链，侧链为碲原子或硫原子。碲的加入提高了硫化聚丙烯腈正极材料的电导率，从而减小极化，获得了高的放电电位和优良的倍率性能。在100mA/g电流密度下充放电，该材料的平均放电电位为1.92V以上，稳定循环容量可达到650mAh/g以上。对锂硫电池实用化有重要的推动作用。但是，该材料的制备工艺比较繁琐，不够简化。

CN108461729A公开了一种碲硫复合碳材料的制备方法，具体方法如下：先将导电高分子单体、硫源化合物在中性或碱性条件下振荡溶解；待完全溶解后，以碲作为工作电极进行电化学聚合，从而得到所述碲硫复合碳材料。本发明还包括碳材料、应用和锂电池正极，所述材料由于其稳定性好，导电性高，因此可用来制备锂电池正极，并表现出了较高的放电容量和循环性能，在能源领域具有良好的应用前景。但是，该材料的制备过程中，导电高分子单体在水溶液中溶解性较差，所得物质掺杂量较低。