[发明专利]一种锂硫电池三维碳集流体的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种锂硫电池三维碳集流体的制备方法，其特征在于，包括：将有机发泡材料用有机溶剂浸泡，经洗涤、干燥后，在惰性气体保护下，在700-900℃保温2-6h进行高温处理，即得；所述有机发泡材料为聚氨酯泡沫、三聚氰胺泡沫中的任意一种；所述有机溶剂为乙醇、乙二醇、异丙醇、丙酮中的任意一种；所述浸泡的时间为2-6h；

所述有机发泡材料的压缩率为40-95%。

2.如权利要求1所述的锂硫电池三维碳集流体的制备方法，其特征在于，所述干燥为60-120℃下真空干燥8-12h。

3.一种锂硫电池三维碳集流体在锂硫电池中的应用，其特征在于，所述锂硫电池三维碳集流体由如权利要求1所述的制备方法制得。

4.如权利要求3所述的锂硫电池三维碳集流体在锂硫电池中的应用，其特征在于，所述锂硫电池包括正极、负极、电解液，所述正极包括锂硫电池三维碳集流体和负载在锂硫电池三维碳集流体上的正极活性物质，所述正极活性物质为单质硫材料、碳硫复合材料、金属硫化物材料中的任意一种。

5.如权利要求4所述的锂硫电池三维碳集流体在锂硫电池中的应用，其特征在于，所述碳硫复合材料为碳纳米管与硫复合材料、空心碳与硫复合材料、介孔碳与硫复合材料、活性炭与硫复合材料、石墨与硫复合材料、石墨烯与硫复合材料、碳化物衍生碳与硫复合材料中的任意一种，或酸化后的碳纳米管与硫复合材料、酸化后的空心碳与硫复合材料、酸化后的介孔碳与硫复合材料、酸化后的活性炭与硫复合材料、酸化后的石墨与硫复合材料、酸化后的石墨烯与硫复合材料、酸化后的碳化物衍生碳与硫复合材料中的一种或几种。

6.如权利要求4所述的锂硫电池三维碳集流体在锂硫电池中的应用，其特征在于，所述正极采用包括如下步骤的制备方法制得：

1）将正极活性物质加入分散剂中，均匀分散，制得正极活性物质分散液或分散浆料；

2）将所述正极活性物质分散浆料涂覆于所述锂硫电池三维碳集流体上制得负载片；或者将锂硫电池三维碳集流体在所述正极活性物质分散液中浸泡制得负载片；或者对锂硫电池三维碳集流体的一个表面进行抽滤，向锂硫电池三维碳集流体的另一个表面滴加所述正极活性物质分散浆料，制得负载片；

3）将步骤2）制得的负载片干燥、压片，即得。

7.如权利要求6所述的锂硫电池三维碳集流体在锂硫电池中的应用，其特征在于，所述分散剂为二硫化碳、甲苯、NMP、异丙醇中的任意一种；所述正极活性物质为硫碳复合材料，步骤1）中正极活性物质加入分散剂中后，加入导电剂和粘结剂；所述导电剂为导电炭黑、科琴黑中的任意一种；粘结剂为聚偏氟乙烯、海藻酸钠、羧甲基纤维素中的任意一种。

8.如权利要求4所述的锂硫电池三维碳集流体在锂硫电池中的应用，其特征在于，所述电解液包括电解质及溶剂，所述电解质为高氯酸锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂中的一种或几种，所述溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、1,3-二氧戊环、乙二醇二甲醚中的一种或几种。