[发明专利]一种硫化锌纳米带、制备及其在制备锂硫电池正极材料中的应用

权利要求书

1.一种硫化锌纳米带的制备方法，其特征在于，由锌源、硫源、表面活性剂的溶液水热反应制得；

所述的表面活性剂为十二烷基硫酸钠；

所述表面活性剂的重量为锌源重量的0.1~0.4倍或0.5倍；

所述的锌源为Zn²⁺的水溶性盐；

所述的硫源为低价、具有还原性的水溶性有机硫化物或无机硫化物；

所述的硫源中的硫与锌源中的锌的摩尔比为1~5倍；

水热反应温度为120~220℃；水热反应时间为6~12h。

2.如权利要求1所述的硫化锌纳米带的制备方法，其特征在于，将0.2克氯化锌与0.2克硫代乙酰胺， 0.08克十二烷基硫酸钠混合均匀转移至水热釜中，120℃保温6小时，固液分离即并烘干后即可制得硫化锌纳米带；硫化锌纳米带长度为120 nm，直径30 nm。

3.如权利要求1所述的硫化锌纳米带的制备方法，其特征在于，将0.2克氯化锌与0.4克硫代乙酰胺， 0.1克十二烷基硫酸钠混合均匀转移至水热釜中，180℃保温6小时，固液分离即并烘干后即可得硫化锌纳米带，其长度为150 nm，直径60 nm。

4.如权利要求1所述的硫化锌纳米带的制备方法，其特征在于，将0.2克氯化锌与0.5克硫代乙酰胺， 0.1克十二烷基硫酸钠混合均匀转移至水热釜中，200℃保温10小时，固液分离即并烘干后即可得硫化锌纳米带，其长度180 nm，直径40 nm。

5.如权利要求1所述的硫化锌纳米带的制备方法，其特征在于，将0.2克氯化锌与0.5克硫代乙酰胺， 0.1克十二烷基硫酸钠混合均匀转移至水热釜中，200℃保温12小时，固液分离即并烘干后即可得硫化锌纳米带，其硫化锌纳米带长度为100 nm，直径50 nm。

6.一种锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于，在权利要求1~5任一项所述方法制得的硫化锌纳米带表面包覆碳源或C/N源；包覆后的物料再在保护气氛条件下碳化；碳化的产物再经三价铁源反应、液固分离、干燥，即得所述的锂硫电池正极材料。

7.如权利要求6所述的锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述的硫化锌纳米带的长度为20~300纳米，直径为20~60纳米。

8.如权利要求7所述的锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于，

所述的C/N源为聚多巴胺、聚吡咯，聚苯胺，聚吡啶中的至少一种；

所述的碳源与硫化锌纳米带的质量比为2~10：1；

所述的C/N源与硫化锌纳米带的质量比为2~10：1。

9.如权利要求6~8任一项所述的锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于，碳化过程的温度为600~1100 ℃，碳化时间为1~12小时；所述的保护气氛为氮气氛围和/或稀有气体氛围。

10.一种权利要求6~9任一项所述的制备方法制得的锂硫电池正极材料，其特征在于，所述的锂硫电池正极材料呈棒状的核-壳结构，其中，壳层材料为碳，或者为氮掺杂碳；所述的核为原位氧化反应沉积的单质硫。

11.如权利要求10所述的锂硫电池正极材料，其特征在于，所述的锂硫电池正极材料中，硫所占的质量百分分数为50% ~90%；余量为碳壳或氮掺杂碳壳；

所述氮掺杂碳壳中，以氮掺杂碳壳重量为基准，氮掺杂量为0.5% ~ 6%。