[发明专利]一种锂硫电池正极材料、制备方法和锂硫电池

摘要

本发明公开了一种锂硫电池正极材料、制备方法和锂硫电池，属于锂硫电池材料技术领域。本发明锂硫电池正极材料，包括表面包覆有微孔结构的碳包覆层的碳硫复合材料。本发明制备方法，在真空条件下，通过加热处理，一步实现硫与碳基体的均匀复合及碳前驱体碳化对碳硫复合材料的包覆。相比传统的低温包覆方法，本发明真空高温碳化的微孔结构碳包覆层与碳硫复合材料之间形成类似“化学键”的相互作用，使微孔碳包覆层与碳硫复合材料之间结合紧密，更好的抑制硫及放电产物溶于电解液，阻止“穿梭效应“，提高硫的利用率，同时更好的提高正极材料的导电性，进而提高锂硫电池的循环稳定性和容量保持率。

主权项

一种锂硫电池正极材料，其特征在于：由包括以下步骤的方法制备得到：1）将碳基体材料、活性硫、碳前驱体混合，得到混合物；2）将步骤1）制备的混合物放入密闭容器中，抽真空，加热至500~800℃进行热处理，即得所述的锂硫电池正极材料；所述加热至500~800℃进行热处理的升温程序为：在30~90min内由25℃升温至155℃后；在1~5h内由155℃升温至300℃，保温2~6h；再在1~6h内由300℃升温至500~800℃，保温2~4h；步骤1）中所述混合物中各组分质量百分含量为：碳基体材料20%~50%，活性硫40%~70%，碳前驱体5.0%~15.0%；所述碳基体材料为具有介孔和微孔的多级孔碳材料；所述活性硫为升华硫；所述碳前驱体为甘氨酸、葡萄糖、蔗糖、环糊精、酚醛树脂、明胶、淀粉、聚丙烯腈、聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩中的一种或任意组合；步骤1）中所述混合为球磨混合，球磨转速为400~900r/min，球磨时间为6~20h。