[发明专利]锂硫电池用正极活性材料、其制备方法以及包含其的锂硫电池

权利要求书

1.一种锂硫电池用正极活性材料，所述锂硫电池用正极活性材料包含具有核-壳结构的粒子状结构体，

其中所述粒子状结构体包含核部和覆盖所述核部的整个表面或部分表面的壳部，以及

其中所述核部包含硫化合物，所述壳部包含聚噻吩乙酸-聚乙二醇接枝共聚物。

2.根据权利要求1所述的锂硫电池用正极活性材料，其中所述聚噻吩乙酸-聚乙二醇接枝共聚物具有其中聚噻吩乙酸聚合物通过聚乙二醇相互交联的结构。

3.根据权利要求1所述的锂硫电池用正极活性材料，其中所述聚噻吩乙酸-聚乙二醇接枝共聚物为具有下式1的结构的化合物：

[式1]

其中n各自独立地为0至1的有理数。

4.根据权利要求1所述的锂硫电池用正极活性材料，其中所述聚噻吩乙酸-聚乙二醇接枝共聚物具有10000至30000的重均分子量。

5.根据权利要求1所述的锂硫电池用正极活性材料，其中所述硫化合物包括选自如下中的至少一种：无机硫、Li₂S_n(n≥1)、二硫化物化合物、有机硫化合物和碳-硫聚合物((C₂S_x)_n，其中x为2.5至50，n≥2)。

6.根据权利要求1所述的锂硫电池用正极活性材料，其中在所述核部中的所述硫化合物以硫-碳复合材料的形式被包含。

7.根据权利要求6所述的锂硫电池用正极活性材料，其中所述硫-碳复合材料含有：

多孔碳材料，和

在所述多孔碳材料的内表面和外表面中的至少一部分中所含的所述硫化合物。

8.根据权利要求7所述的锂硫电池用正极活性材料，其中所述多孔碳材料包括选自如下中的至少一种：石墨、石墨烯、炭黑、碳纳米管、碳纤维和活性炭。

9.根据权利要求1所述的锂硫电池用正极活性材料，其中相对于总共100重量份的所述核部，所述聚噻吩乙酸-聚乙二醇接枝共聚物的含量为0.5重量份至15重量份。

10.根据权利要求1所述的锂硫电池用正极活性材料，其中相对于总共100重量％的所述锂硫电池用正极活性材料，所述聚噻吩乙酸-聚乙二醇接枝共聚物的含量为0.2重量％至5重量％。

11.一种制备锂硫电池用正极活性材料的方法，所述方法包括如下步骤：

(a)制备包含硫化合物的核部；以及

(b)将所述核部与含有聚噻吩乙酸和聚乙二醇类聚合物的溶液混合，然后对混有所述核部的溶液进行热处理，以在所述核部的整个表面或部分表面上形成包含聚噻吩乙酸-聚乙二醇接枝共聚物的壳部。

12.根据权利要求11所述的制备锂硫电池用正极活性材料的方法，其中所述聚噻吩乙酸-聚乙二醇接枝共聚物具有其中聚噻吩乙酸聚合物通过聚乙二醇相互交联的结构。

13.根据权利要求11所述的制备锂硫电池用正极活性材料的方法，其中所述聚乙二醇类聚合物包括选自如下中的至少一种：聚乙二醇、聚乙二醇甲醚、聚乙二醇二甲醚、聚乙二醇十二烷基醚、聚乙二醇苄基醚、聚乙二醇二苄基醚和聚乙二醇-4-壬基苯基醚。

14.根据权利要求11所述的制备锂硫电池用正极活性材料的方法，其中所述聚乙二醇类聚合物具有400至4000的数均分子量。

15.根据权利要求11所述的制备锂硫电池用正极活性材料的方法，其中步骤(b)中的热处理在80℃至120℃的温度范围内进行。