[发明专利]一种锂硫电池电极材料及其应用

权利要求书

1.一种锂硫电池电极材料，其特征在于，所述电极材料为双层结构，以碳硫复合物为基材，在碳硫复合物表面包覆碳化硅纳米层。

2.根据权利要求1所述的锂硫电池硫电极材料，其特征在于，所述电极材料通过低温原位方法在氟自由基的诱导下，将硅与石墨烯层中的碳原子成键形成碳化硅纳米层。

3.根据权利要求2所述的锂硫电池硫电极材料，其特征在于，所述的低温原位方法包括如下步骤：

S1、将石墨烯、硫化物依次加入到稀盐酸中进行超声反应，经清洗烘干得到载硫石墨烯；

S2、将纳米硅粉分散于氟化铵与NMP的混合溶液中进行氟化，反应完全后烘干得氟化硅粉末；

S3、将步骤S2中制得的氟化硅粉末加入到步骤S1中制得的载硫石墨烯中制成混合粉末，在水、异丙醇的混合溶液中进行乳化反应后清洗、过滤、干燥，得在碳硫复合物表面包覆碳化硅纳米层的电极材料。

4.根据权利要求3所述的锂硫电池硫电极材料，其特征在于，步骤S1中所述石墨烯、硫化物的质量比为1：(12-20)。

5.根据权利要求3所述的锂硫电池硫电极材料，其特征在于，步骤S1中所述石墨烯和硫化物的总质量在稀盐酸溶液中的加入量为5-12g/100ml。

6.根据权利要求3所述的锂硫电池硫电极材料，其特征在于，步骤S2中所述在氟化铵、NMP的混合溶液中纳米硅粉的加入量为0.01-0.3g/100ml。

7.根据权利要求3所述的锂硫电池硫电极材料，其特征在于，步骤S2中所述氟化反应的温度为70-85℃，时间为60-90min。

8.根据权利要求3所述的锂硫电池硫电极材料，其特征在于，步骤S3中所述水、异丙醇的体积比为1：(1-2)。

9.根据权利要求3所述的锂硫电池硫电极材料，其特征在于，步骤S3中所述乳化反应温度为60-75℃，时间为1-3h。

10.一种高比能锂硫电池，其特征在于，所述高比能锂硫电池的正极包括粘结剂、分散介质、导电剂以及如权利要求1所述的电极材料。