[发明专利]一种锂硫电池正极载体及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种锂硫电池正极载体的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

(1)将导电炭黑、含碳表面活性剂、含氮钼源和硫源混合，进行水热反应，得到水热产物；

(2)将步骤(1)所述水热产物与粘结剂和溶剂混合，得到前驱体；

(3)将步骤(2)所述前驱体煅烧，得到所述锂硫电池正极载体。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述导电炭黑包括科琴黑；

优选地，所述导电炭黑的颗粒的平均粒径为18～22nm；

优选地，所述含碳表面活性剂包括聚乙烯吡咯烷酮；

优选地，所述含氮钼源包括钼酸铵；

优选地，所述硫源包括硫脲；

优选地，所述粘结剂包括聚偏氟乙烯；

优选地，所述溶剂包括NMP。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述导电炭黑和含碳表面活性剂的质量比为1:(0.5～2)，优选为1:(0.7～0.8)；

优选地，所述含氮钼源和硫源的摩尔比为1:(20～40)，优选为1:(28～30)；

优选地，所述水热产物与粘结剂的质量比为(8～12):1，优选为(9.5～10.5):1。

4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述水热反应的温度为160～200℃，优选为175～180℃；

优选地，步骤(1)所述水热反应的时间为12～24h，优选为17～19h；

优选地，步骤(2)所述水热产物与粘结剂和溶剂混合按照如下方式进行：

将水热产物进行离心、洗涤和干燥，得到混合物，将所述混合物与粘结剂溶液进行研磨，所述粘结剂溶液为粘结剂和溶剂的混合溶液；

优选地，所述粘结剂溶液的浓度为5～15g/L，优选为9～11g/L；

优选地，步骤(3)所述煅烧的温度为700～1000℃，优选为750～800℃；

优选地，步骤(3)所述煅烧的时间为1～10h，优选为1.5～2.5h；

优选地，步骤(3)所述煅烧在保护气氛下进行，所述保护气氛中的气体包括氮气、氦气、氖气、氩气、氪气或氙气中的任意一种或至少两种的组合。

5.一种锂硫电池正极载体，其特征在于，所述锂硫电池正极载体采用根据权利要求1-4任一项所述的制备方法制备得到，所述锂硫电池正极载体包括MoS₂/Mo₂C复合纳米片以及二次碳微球，所述二次碳微球由氮掺杂的一次纳米颗粒组装而成。

6.根据权利要求5所述的锂硫电池正极载体，其特征在于，所述锂硫电池正极载体的平均粒径为1～2μm；

优选地，所述锂硫电池正极载体为多孔结构，孔的直径为1～30nm；

优选地，所述锂硫电池正极载体的比表面积为1000～1600m²/g。

7.一种锂硫电池正极材料，其特征在于，所述锂硫电池正极材料采用根据权利要求5或6所述的锂硫电池正极载体制备得到。

8.一种根据权利要求7所述的锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

将所述锂硫电池正极载体与硫混合后煅烧，得到所述锂硫电池正极材料。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述锂硫电池正极载体与硫的质量比为0.33～0.67；

优选地，所述煅烧的温度为150～180℃，优选为153～157℃；

优选地，所述煅烧的时间为18～24h，优选为18～22h。

10.一种锂硫电池，其特征在于，所述锂硫电池的正极中包括根据权利要求7所述的锂硫电池正极材料。