一种锂硫电池球形复合正极材料及其制备方法与应用

摘要

本发明属于电化学储能领域，公开了一种锂硫电池球形复合正极材料及其制备方法与应用。所述锂硫电池球形复合正极材料为多孔碳纳米球/硫/聚苯胺复合正极材料，具有“三明治”球形结构；本发明采用化学共沉积法载硫‑原位聚合法包覆导电聚苯胺的一锅合成方法，形成多孔碳纳米球/硫/聚苯胺复合正极材料。所述制备方法工艺简单，成本低，产物一致性、稳定性高。所得锂硫电池球形复合正极材料的电子和离子导电性强，载硫量高，抑制了聚硫化物的扩散，可用于制备锂电池复合正极片；所得锂硫电池复合正极片的电化学性能优异，循环稳定性和容量保持率高。

主权项

一种锂硫电池球形复合正极材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)将多孔碳纳米球分散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；然后用稀盐酸滴加进行沉淀反应，反应完全得到混合浊液；(2)将过硫酸铵完全溶解于稀盐酸中，形成过硫酸铵‑稀盐酸溶液；(3)待步骤(1)反应完全后，通过稀盐酸调节混合浊液的pH值为2～3，呈强酸性，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(2)所述过硫酸铵‑稀盐酸溶液进行聚合反应；聚合反应结束后对反应液进行过滤，再用稀盐酸、无水乙醇和去离子水依次分别洗涤过滤多次，然后真空干燥得到产物多孔碳纳米球/硫/聚苯胺复合材料，即为所述锂硫电池球形复合正极材料；步骤(1)所述多孔碳纳米球由具体包括如下步骤的方法制备：(a)将葡萄糖和硼酸溶解在去离子水中配制成无色透明溶液，然后加入水热反应釜中，密封，加热，恒温，自然冷却至室温；(b)将步骤(a)所得反应液进行过滤，过滤所得沉淀用无水乙醇、去离子水依次洗涤数次，鼓风干燥；(c)将氯化锌溶解在去离子水中配制成乳白色絮状浊液；(d)将步骤(b)干燥所得沉淀加入步骤(c)所配制的乳白色絮状浊液中，超声分散得到浊液；(e)将步骤(d)所得浊液鼓风加热至蒸干得固体物，将所得固体物进行研磨；(f)将步骤(e)研磨后固体物放置于管式炉中通入惰性气氛加热、恒温，自然冷却至室温，研磨后即得所述多孔碳纳米球。