[发明专利]一种全固态锂硫电池复合正极材料及全固态锂硫电池和制备方法

权利要求书

1.一种全固态锂硫电池复合正极材料，其特征在于，是由导电聚合物单体I通过原位聚合生成导电聚合物包裹在单质硫表面，再通过150℃～380℃高温处理得到的导电聚合物/硫复合正极材料；所述的导电聚合物单体I为接枝有PEG链的苯胺与苯胺的混合单体；

接枝有PEG链的苯胺与苯胺的混合单体中接枝有PEG链的苯胺与苯胺摩尔比为1:0.5～1:2。

2.根据权利要求1所述的全固态锂硫电池复合正极材料，其特征在于，所述的导电聚合物单体I与单质硫的质量比为1:3～1:15。

3.制备权利要求1或2所述的全固态锂硫电池复合正极材料的方法，其特征在于，将导电聚合物单体I与单质硫分散在水中，加入盐酸和过硫酸铵在0～10℃下进行聚合反应，得到导电聚合物包裹单质硫生成的复合物，所得复合物置于保护气氛下，在150～380℃高温条件下进行热处理，得到导电聚合物/硫复合正极材料。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，聚合反应的时间为3～16h；热处理时间为6～20h。

5.一种全固态锂硫电池，其特征在于，包括由权利要求1或2所述的导电聚合物/硫复合正极材料制得的正极，有机-无机杂化聚合物固体电解质膜和/或Li₂S-P₂S₅无机固体电解质，金属锂负极。

6.根据权利要求5所述的全固态锂硫电池，其特征在于，所述的有机-无机杂化聚合物固体电解质膜由无机填料、金属-有机框架、锂盐和导锂聚合物通过溶剂混合，涂覆、干燥制得。

7.根据权利要求5所述的全固态锂硫电池，其特征在于，所述的无机填料为Al₂O₃、SiO₂、TiO₂、ZrO₂中至少一种；所述的金属-有机框架为MOF-5和/或MIL-53(Al)；所述的锂盐为LiN(SO₂CF₃)₂、LiBOB、LiCF₃SO₃、LiC(SO₂CF₃)₃、LiBC₂O₄F₂、LiC₄BO₈的至少一种；所述的导锂聚合物为聚环氧乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚丙烯酸、聚环氧乙烯、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯类共聚物、聚硅氧烷中的至少一种。

8.根据权利要求5所述的全固态锂硫电池，其特征在于，所述的Li₂S-P₂S₅无机固体电解质通过如下制备方法得到：将Li₂S与P₂S₅按摩尔比2:1～5:1混合均匀后在250～600℃温度下烧结，即得Li₂S-P₂S₅无机固体电解质；或者将Li₂S与P₂S₅按摩尔比2:1～5:1在四氢呋喃中搅拌均匀，再在100～200℃温度下挥发四氢呋喃，得到Li₂S-P₂S₅无机固体电解质。