[发明专利]具有核壳结构的柔性自支撑锂硫电池正极薄膜及制备方法

权利要求书

1.一种具有核壳结构的柔性自支撑锂硫电池正极薄膜，其特征在于，该柔性自支撑锂硫电池正极薄膜是由零维微米硫球、一维金属相二硫化钼改性的聚吡咯纳米管、一维单壁碳纳米管和二维单层MXene片层复合而成的多维纳米复合材料，其中金属相二硫化钼改性的聚吡咯纳米管为自支撑骨架同时化学吸附多硫化物，单层MXene片层包裹在微米硫球上物理限制多硫化物。

2.根据权利要求1所述的一种具有核壳结构的柔性自支撑锂硫电池正极薄膜，其特征在于，所述零维微米硫球选自实心微米硫球、中空微米硫球或多孔微米硫球。

3.如权利要求1或2所述具有核壳结构的柔性自支撑锂硫电池正极薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）制备单层MXene分散液：将Ti₃AlC₂ MAX相在氢氟酸中刻蚀，洗涤至中性后，超声、离心后收集上层黑色清液，得到单层MXene分散液；

（2）制备金属相二硫化钼改性聚吡咯纳米管：取聚吡咯纳米管与十六烷基三甲基溴化铵CTAB在水中充分搅拌，再加入钼酸钠和L-半胱氨酸，最后进行水热反应，然后用去离子水洗涤数次，干燥后收集，得到金属相二硫化钼改性的聚吡咯纳米管；

（3）制备柔性自支撑锂硫电池正极薄膜：步骤（3）中，取单层MXene分散液加入到微米硫球溶液中，搅拌均匀后，再加入单壁碳纳米管作为导电剂，所述单壁碳纳米管在溶液中的含量控制在2 wt％以下，再往溶液中加入金属相二硫化钼改性聚吡咯纳米管，均匀分散后进行真空抽滤，冷冻干燥，最终获得柔性自支撑锂硫电池正极薄膜。

4.根据权利要求3所述具有核壳结构的柔性自支撑锂硫电池正极薄膜的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，超声的条件为：在100~400W功率下超声60~300min。

5.根据权利要求3所述具有核壳结构的柔性自支撑锂硫电池正极薄膜的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，水热反应的条件为：在180℃高温下水热24h。

6.根据权利要求3所述具有核壳结构的柔性自支撑锂硫电池正极薄膜的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述单层MXene分散液与微米硫球溶液的溶质质量比为1:5至1:30。