一种含碳纳米管的硫基复合正极材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种含碳纳米管的硫基复合正极材料及其制备方法。该种硫基复合正极材料为三元复合材料AxByCz，其中A为丙烯腈-衣康酸共聚物的脱氢环化产物、B为单质硫、C为碳纳米管，其中30≤x≤60％、30≤y≤60％、1≤z≤20％，其中A包覆在C的表面。制备方法在于将丙烯腈-衣康酸单体在多壁碳纳米管表面原位聚合，再与单质硫一起热处理后硫均匀分散在丙烯腈-衣康酸共聚物脱氢环化形成的基体中。与金属锂负极组成二次锂硫电池，室温下进行充放电，该种含碳纳米管的硫基复合正极材料的可逆比容量达到697mAh/g，并且具有良好的循环稳定性。

主权项

一种含碳纳米管的硫基复合正极材料，其特征在于组成如下：为黑色粉末的三元复合材料AxByCz，其中A为聚丙烯腈的脱氢环化产物、丙烯腈‑衣康酸共聚物的脱氢环化产物、丙烯腈‑衣康酸铵共聚物的脱氢环化产物、丙烯腈‑衣康酸锂共聚物的脱氢环化产物、或丙烯腈‑衣康酸钠共聚物的脱氢环化产物，其中衣康酸、衣康酸铵、衣康酸锂或衣康酸钠在共聚物中的质量含量为0.1‑20wt％，B为单质硫，C为碳纳米管，30≤x≤60wt％，30≤y≤60wt％、1≤z≤20wt％；其中一种含碳纳米管的硫基复合正极材料制备方法如下，以下均以质量份表示：将0.3‑0.7份的碳纳米管分散在100份二甲基亚砜与水质量比为1∶1的混合溶剂中，再加入15‑25份的丙烯腈，0‑8份的衣康酸、衣康酸铵、衣康酸锂或衣康酸钠，0.1‑0.5份的引发剂，在氩气或氮气保护下持续搅拌并将温度升至40‑100℃，保温0.5‑12小时，洗涤过滤得到包覆在碳纳米管表面的聚丙烯腈、丙烯腈‑衣康酸共聚物、丙烯腈‑衣康酸铵共聚物、丙烯腈‑衣康酸锂共聚物、或丙烯腈‑衣康酸钠共聚物；将单质硫与包覆在碳纳米管表面的聚丙烯腈、丙烯腈‑衣康酸共聚物、丙烯腈‑衣康酸铵共聚物、丙烯腈‑衣康酸锂共聚物、或丙烯腈‑衣康酸钠共聚物按质量比2‑20∶1混合，在氩气或氮气保护下加热至200‑400℃并保温1‑20小时，得到一种含碳纳米管的硫基复合正极材料。