[发明专利]富硫共聚物材料、锂硫电池正极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.富硫共聚物材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

a、在惰性气氛下，将GO和烯基修饰剂分散在有机溶剂中，于50~150℃下反应，反应完毕冷却到室温，经分离洗涤、真空干燥，得V-GO，V-GO再与水合肼反应，得V-rGO；

b、将V-rGO、烯基修饰的二茂铁和单质硫混合，加入溶剂进行超声，使三者充分混合，室温静置待溶剂挥发干后，真空烘干，研磨即得三者的混合物；

c、将步骤b所得混合物置于惰性环境中除去残留的水和氧，再升温进行聚合反应，反应完毕，即得富硫共聚物材料；

步骤a中，所述烯基修饰剂为对氨基苯乙烯、2-氨基苯乙烯、4-乙烯基苯丙胺、4-乙烯基苯乙胺、4-乙烯基苯甲胺、1-(4-乙烯基苯基)乙烷-1-胺、3-氨基苯乙烯、4-乙烯基苯酚、3-乙烯基苯-1,2-二醇、对乙烯基苯甲酸、2-甲基-2-(4-乙烯基苯基)丙酸、2,5-二乙烯基-1,4-苯二甲醛、2-乙烯基苯甲醛、3-乙烯基苯甲醛、4-乙烯基苯甲醛、3-异丙烯基-α，α-二甲基苄基异氰酸酯、3-(2-羧基乙烯基)苯硼酸、2-甲氧基-6-乙烯基苯硼酸、2-(4-乙烯基苯基)乙醇、4-氟-2-乙烯基苯酚、3-氟-4-乙烯基苯酚、3-氯-2-乙烯基苯酚、4-氯-2-乙烯基苯酚、3-氯-4-乙烯基苯酚、2-乙烯基-6-甲基苯酚、2-硝基-4-乙烯基苯酚、1-甲氧基-4-乙烯基苯、5-氯-2-乙烯基苯甲酸、3-(三氯乙烯基)苯胺、1,2,4-三甲氧基-5-乙烯基苯、1,4-二氨基-2,5-二乙烯基苯、N-(1-苯基乙烯基)苯甲酰胺、4-(羟甲基)-3-乙烯基苯乙酮、3-甲氧基-5-[2-(4-甲氧基苯基)-乙烯基]-苯酚、2-异丙基-5-苯乙烯基苯-1,3-二醇或油胺中的至少一种；

步骤b中，所述V-rGO、烯基修饰的二茂铁和单质硫的质量比为2~3：1~2：5~7；

步骤b中，所述烯基修饰的二茂铁特征为含有烯基侧链修饰的二茂铁，包括乙烯基二茂铁、1,1'-二乙烯基二茂铁、1,2-二乙烯基二茂铁、丙烯基二茂铁、1,1'-二丙烯基二茂铁、1,2-二丙烯基二茂铁、烯丁基二茂铁、1,2-二丁烯基二茂铁、1,1'-二烯丁基二茂铁、异丁烯基二茂铁、1,1'-二异丁烯基二茂铁、1,2-二异丁烯基二茂铁、1-甲基-2-(1-甲基乙烯)二茂铁、(1-甲基-2-丙烯基)二茂铁、(3-甲基-2-丁烯基)二茂铁、(1-羟基-2-丙烯基)二茂铁、1-(2-甲基-2-丙烯基)-2-(2-丙烯基)二茂铁、1-(2-异丁烯)-2-(2-丙烯基)二茂铁、环戊烯基二茂铁、环己烯基二茂铁或烯丙氧基二茂铁中的至少一种；

步骤c中，所述升温的速率为5~10℃•min^-1升温；

步骤c中，所述聚合反应的温度165~185℃。

2.根据权利要求1所述的富硫共聚物材料的制备方法，其特征在于：步骤a中，至少满足下列的一项：

所述GO和烯基修饰剂的摩尔比为10~15：1；

所述水合肼的加入量为GO摩尔量的10%~12%。

3.根据权利要求1所述的富硫共聚物材料的制备方法，其特征在于：步骤a中，至少满足下列的一项：

所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺或甲苯；

50~150°C下反应的时间为10~12h；

V-GO与水合肼反应的温度为80~100℃；

V-GO与水合肼反应的时间为6~8h。

4.根据权利要求1所述的富硫共聚物材料的制备方法，其特征在于：步骤b中，至少满足下列的一项：

所述溶剂为二硫化碳、甲苯或DMF；

所述超声的时间为0.5~2h；

所述烘干的温度为40~60℃；

所述烘干的时间为8~12h。

5.根据权利要求1~4任一项所述的富硫共聚物材料的制备方法，其特征在于：步骤c中，所述聚合反应的时间为0.5~10h。

6.采用权利要求1~5任一项所述方法制备所得富硫共聚物材料。