[发明专利]一种硫基正极复合材料及其制备方法

摘要

本发明公开一种硫基正极复合材料及其制备方法。该硫基正极复合材料表示为(S‑R₁/MCM‑41)R₂，MCM‑41是分子筛，为正极材料基体；S为单质硫，为活性成分；R₁为导电聚合物，在分子筛孔道内部由其单体发生合成反应而来，为导电剂和固硫剂；R₂为导电物质，包覆在复合材料S‑R₁/MCM‑41表面。本发明所得正极材料，在400mA·g^‑1下充放电，首次放电比容量最高为1390.5mAh·g^‑1；以聚苯胺为分子筛内部导电剂，聚吡咯为导电物质，包覆在材料外部而合成的硫基正极材料表现出较好的循环稳定性能，组装成电池的首次放电比容量为1191.9mAh·g^‑1，循环200次后容量保持率为52.17％。

主权项

1.一种硫基正极复合材料，其特征在于，该硫基正极复合材料表示为（S‑R1/MCM‑41）R2，其中MCM‑41是分子筛，作为正极材料的基体；S为单质硫，为活性成分；R1为导电聚合物，在分子筛孔道内部由其单体发生合成反应而来，为导电剂和固硫剂；R2为导电物质，包覆在复合材料S‑R1/MCM‑41表面；所述的导电聚合物R1为聚苯胺或聚噻吩中的一种；所述的导电物质R2为二氧化钛、氧化亚铜、聚噻吩、聚乙炔、聚吡咯、聚苯撑、聚苯胺和聚对苯撑乙烯中的一种；所述的硫基正极复合材料的制备方法，包括如下步骤：（1)导电聚合物/MCM‑41复合材料的制备：将MCM‑41分子筛和导电聚合物单体苯胺或噻吩按10~16:1的质量比称量好置于超声分散仪上超声1~2h，然后静置6~8h，加入溶液A，单体苯胺对应的溶液A为盐酸，单体噻吩对应的溶液A为氯仿，然后置于水浴锅上，在氮气氛围下，安装好机械搅拌装置并开启机械搅拌，尾气排入氢氧化钠的水溶液中，接着，逐滴加入催化剂单体苯胺对应的催化剂为过硫酸铵，单体噻吩对应的催化剂为氯化铁，冰水浴或水浴加热，继续搅拌20~24h后静置2~6h，过滤，60~80℃下干燥得导电聚合物/MCM‑41复合材料；（2）固硫：采用真空热处理法、保护气氛热处理法或化学法中的一种对导电聚合物/MCM‑41复合材料进行固硫；（3）导电物质的包覆：在载硫复合物外包覆导电物质，得到硫基正极复合材料。