[发明专利]一种锂硫电池正极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种锂硫电池正极材料，其特征在于，所述正极材料包括富硫聚合物和石墨烯；所述富硫聚合物的内部构造为互穿网络结构；所述石墨烯掺杂在富硫聚合物中；所述富硫聚合物颗粒大小为 100-300 目；所述石墨烯片状层数为 2-10 层；

所述锂硫电池正极材料的制备方法，包括如下步骤：

1）制备富硫聚合物颗粒

将间十五烷基酚基酚醛树脂单体与单质硫共聚制备得到的富硫聚合物进行粉碎，获得颗粒大小为100~300目的富硫聚合物颗粒，加入溶剂并进行搅拌或超声分散处理形成溶液；

2）制备石墨烯悬浮液

石墨烯在溶剂中经超声分散产生悬浮液；

3）制备锂硫电池正极材料

将步骤 1）和 2）制备得到的两种溶液混合后继续超声分散和搅拌，最后去除溶剂并干燥产品即可得到锂硫电池正极材料。

2.根据权利要求 1 所述的一种锂硫电池正极材料，其特征在于，所述正极材料按质量百分比计，石墨烯为 1-3%，富硫聚合物为 97-99%。

3.根据权利要求 1 所述的锂硫电池正极材料，其特征在于，所述富硫聚合物为间十五烷基酚基酚醛树脂单体与单质硫共聚制备得到。

4.根据权利要求 3 所述的锂硫电池正极材料，其特征在于，所述间十五烷基酚基酚醛树脂单体为间十五烷基酚、多聚甲醛和胺类缩合而成，所述胺类为芳香胺或脂肪胺，所述芳香胺包括苯胺、甲苯胺和联苯胺，所述脂肪胺包括乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺。

5.根据权利要求 3 所述的锂硫电池正极材料，其特征在于，所述间十五烷基酚基酚醛树脂单体和单质硫的质量比为 1：1~19。

6.根据权利要求 1 所述的一种锂硫电池正极材料，其特征在于，所述石墨烯为还原氧化石墨烯。

7.根据权利要求 1所述的一种锂硫电池正极材料其特征在于，步骤 1）中搅拌或超声分散的时间为 1-10 小时，温度为 20~50℃；步骤 2） 中超声处理时间为 1-10 小时，温度为 20~30℃；步骤 3）中超声处理时间为 1~10小时，温度为 20~50℃。

8.根据权利要求 1所述的一种锂硫电池正极材料，其特征在于，制备方法中所述溶剂为四氢呋喃、甲苯、二甲基甲酰胺或 N-甲基吡咯烷酮。

9.如权利要求 1-6 任一所述的一种锂硫电池正极材料的应用，其特征在于，用于制备锂硫电池，所述锂硫电池包括电池壳、极芯和电解液，所述极芯和电解液密封容纳在电池壳内，所述极芯包括正极、负极和位于正极与负极之间的隔膜，所述正极包括集流体和负载在集流体上的正极材料，所述正极材料为包括正极活性物质、正极粘结剂和导电组分，以各组分形成的组合物的总重量为基准，所述正极活性物质的含量为 60 ～ 85 %，所述正极粘结剂的含量为 5 ～ 10 %，所述导电组分的含量为 10～30%；负极为金属锂。