[发明专利]锂离子电池碳硫复合正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种锂离子电池碳硫复合正极材料，其特征在于，包括：

壳层，包括导电聚合物层；

以及核层，包括硫层，所述硫层中均匀分布有纳米导电材料，所述纳米导电材料包括一种以上点状纳米导电颗粒和一种以上线状和/或片状导电纳米材料。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池碳硫复合正极材料，其特征在于，所述正极材料的粒径为10nm～50μm，而所述导电聚合物层的厚度为0.2nm～500nm。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池碳硫复合正极材料，其特征在于，所述点状纳米导电颗粒的粒径、所述线状纳米导电材料的线径或所述片状纳米导电材料的厚度均为0.5nm～5μm。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的锂离子电池碳硫复合正极材料，其特征在于，所述导电聚合物层的材料包括可以进行电子传导的聚合导电物，所述聚合导电物包括聚乙炔、聚对苯乙烯、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚苯硫醚和PDOT之中的任意一种或两种以上的组合。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的锂离子电池碳硫复合正极材料，其特征在于，所述点状纳米导电颗粒包括乙炔黑、科琴黑和金属纳米粒子中的任意一种或两种以上的组合。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的锂离子电池碳硫复合正极材料，其特征在于，所述线状纳米导电材料包括碳纳米管、碳纤维和金纳米线中的任意一种或两种以上的组合。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的锂离子电池碳硫复合正极材料，其特征在于，所述片状纳米导电材料包括石墨烯、石墨片、膨胀石墨和金纳米片中的任意一种或两种以上的组合。

8.根据权利要求1所述的锂离子电池碳硫复合正极材料，其特征在于，所述正极材料含有1wt%～10wt%导电聚合物，并且，所述正极材料所含纳米导电材料与硫的质量比为1:9～7:3。

9.权利要求1-8中任一项所述锂离子电池碳硫复合正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将纳米导电材料与升华硫按设定比例均匀混合后，于温度为120～300℃的密闭环境中保温6h以上，而后继续在温度为300～500℃的密闭环境中保温6h以上，之后自然冷却，获得粉体;

（2）将步骤（1）所获粉体以100转/秒以下的速度球磨处理，而后以导电聚合物进行包覆，其后洗涤，并在温度为80～120℃的条件下烘干，获得目标产物。

10.根据权利要求9所述锂离子电池碳硫复合正极材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）具体包括：

（2X）

a. 将步骤（1）所获粉体经球磨处理后，再均匀分散于导电聚合物前驱体的溶液中，形成浆体；

b. 将步骤a所获浆体在温度为-10～90℃的条件下与用以使导电聚合物前驱体进行聚合的氧化剂或还原剂反应5h以上，而后分离出反应产物中的固形物，经洗涤后，在温度为80～120℃的条件下烘干，获得目标产物；

或者，（2Y）

ⅰ. 将步骤（1）所获粉体经球磨处理后与用以使导电聚合物前驱体进行聚合的催化剂均匀混合，并置入保护性气氛中；

ⅱ. 将气态导电聚合物前驱体导入所述保护性气氛中，并在温度为-20～120℃的条件下反应5h以上，而后洗涤所获粉体，并温度为80～120℃的条件下烘干，获得目标产物。