[发明专利]一种锂硫电池正极用元素掺杂氧化物-硫复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种锂硫电池正极用元素掺杂氧化物-硫复合材料，其特征在于，包括下述质量比的原料：

元素掺杂氧化物  1；

单质硫          10～1；

所述元素掺杂氧化物中的氧化物为二氧化锡或二氧化钛；

所述元素掺杂氧化物中的元素为硼、氮、氟、铝、锰、铁、钴、镍、铜、锌、钼、锑或铈。

2.根据权利要求1所述的一种锂硫电池正极用元素掺杂氧化物-硫复合材料，其特征在于，所述二氧化锡掺杂元素包括硼、氮、氟、铝、锑、铁、钴、镍、铜、锌、钼和铈。

3.根据权利要求1所述的一种锂硫电池正极用元素掺杂氧化物-硫复合材料，其特征在于，所述二氧化钛掺杂元素包括硼、氮、氟、铝、锰、铁和铜。

4.根据权利要求1所述的一种锂硫电池正极用元素掺杂氧化物-硫复合材料，其特征在于，所述元素掺杂氧化物是单元素掺杂氧化物，或是多元素共掺杂氧化物。

5.根据权利要求1所述的一种锂硫电池正极用元素掺杂氧化物-硫复合材料，其特征在于，所述元素掺杂氧化物中，掺杂元素的含量介于0.01wt%-20wt%之间。

6.根据权利要求1所述的一种锂硫电池正极用元素掺杂氧化物-硫复合材料，其特征在于，所述元素掺杂氧化物应该具有一定的比表面积，比表面积介于50m²/g至3000m²/g之间。

7.根据权利要求1所述的一种锂硫电池正极用元素掺杂氧化物-硫复合材料，其特征在于，所述元素掺杂氧化物的孔容介于0.2cm³/g和4.2cm³/g之间，其中微孔孔容介于0.05cm³/g和2.0cm³/g之间。

8.一种基于权利要求1所述的锂硫电池正极用元素掺杂氧化物-硫复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步：将元素掺杂氧化物与单质硫按质量比1：1～10的比例在球磨机中研磨混合均匀；

第二步：将混合物在氮气气氛或氩气惰性气氛下，以升温速率为1～20℃/min升温至120～450℃，恒温1～48小时后，自然冷却至室温，即可得元素掺杂氧化物-硫复合材料。

9.一种基于权利要求1所述的锂硫电池正极用元素掺杂氧化物-硫复合材料制备的锂硫电池正极浆料，其特征在于，包括下述质量比的原料：

元素掺杂氧化物-硫复合材料  60～90；

导电剂                     5～30；

粘合剂                     5～30；

所述导电剂为碳黑、石墨、石墨烯或活性炭；

所述粘合剂为聚氧化乙烯、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、明胶或功能化β-环糊精。

10.一种基于权利要求9所述的锂硫电池正极浆料制备锂硫电池正极的方法，其特征在于，包括下述步骤：

1）将元素掺杂氧化物-硫复合材料、导电剂与粘合剂按质量比为60～90：5～30：5～30的比例充分研磨成浆料，再将混匀后的浆料涂敷在铝箔上；

2）将涂敷有浆料的铝箔在40～130℃下于真空干燥箱中干燥2～12小时，即得锂硫电池正极。