一种锂硫电池复合正极材料及其制备方法与应用

摘要

本发明属于电化学领域，公开了一种多壁碳纳米管/硫/聚苯胺复合正极材料及其制备方法与其在制备锂硫电池正极片中的应用。所述锂硫电池复合正极材料为多壁碳纳米管/硫/聚苯胺复合正极材料，具有三明治结构；本发明采用原位聚合法在多壁碳纳米管/硫复合材料上包覆导电聚苯胺，形成多壁碳纳米管/硫/聚苯胺复合正极材料；所述多壁碳纳米管/硫复合材料采用化学共沉积法制备。所述制备方法工艺简单，成本低，产物一致性、稳定性高。所得锂硫电池复合正极材料电子和离子导电性强，载硫量高，可用于制备锂电池复合正极片；所得锂电池复合正极片循环稳定性和容量保持率高。

主权项

一种锂硫电池复合正极材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)将过硫酸铵充分溶解于稀盐酸中，形成过硫酸铵‑稀盐酸溶液；(2)将多壁碳纳米管/硫复合材料加入到稀盐酸中超声分散，然后依次加入苯胺和抗坏血酸，在冰浴中剧烈搅拌，同时滴加步骤(1)所述过硫酸铵‑稀盐酸溶液进行聚合反应；聚合反应结束后过滤，用稀盐酸、无水乙醇和去离子水依次清洗过滤，然后真空干燥得到产物多壁碳纳米管/硫/聚苯胺复合材料，即为所述锂硫电池复合正极材料；所述多壁碳纳米管/硫复合材料由以下制备方法获得，包括如下步骤：(a)将多壁碳纳米管加入浓硝酸与浓硫酸的混合酸中超声分散，再于油浴中加热回流，过滤，用去离子水清洗至中性，真空干燥，得到纯化多壁碳纳米管；(b)将所述纯化多壁碳纳米管于去离子水中进行超声分散处理，再加入五水硫代硫酸钠和表面活性剂，伴随剧烈搅拌；然后用滴加稀盐酸进行反应，反应结束后过滤，用丙酮和去离子水依次清洗至中性，真空干燥，得到初步多壁碳纳米管/硫复合材料；该步骤中的发生的反应为：S₂O₃^2‑+2H⁺＝S↓+H₂O+SO₂；(c)将所得初步多壁碳纳米管/硫复合材料密封于管式炉中，惰性气氛中高温热处理，得到所述多壁碳纳米管/硫复合材料。