[发明专利]一种锂硫电池正极材料及其制备方法、锂电池正极和锂电池

说明书

本发明涉及锂电池技术领域，具体涉及一种锂硫电池正极材料及其制备方法、锂电池正极和锂电池，所述锂硫电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将石墨烯滴加至天然纤维上，至天然纤维被完全浸没，接着在600～1000℃下煅烧8～12h，得到复合碳纤维1；(2)将复合碳纤维1在碱性溶液中混合均匀，然后在惰性气体氛围中，将体系温度升温至600～750℃，保温30～90min，得到复合碳纤维2；(3)将复合碳纤维2、硫源与分散剂在酸性溶液中搅拌12h，然后过滤；(4)将过滤产物在有机溶剂中浸泡30～60min，即得到锂硫电池正极材料。本发明的锂硫电池正极材料具有较大的比表面积和较高的孔隙率，能够有效减少活性物质的流失，改善电极的循环性能。

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，具体涉及一种锂硫电池正极材料及其制备方法、锂电池正极和锂电池。

背景技术

随着科学技术的飞速发展和人类社会的不断进步，人们在日常生产和生活中对能源的需求量不断增加。传统能源的日益枯竭和带来的一系列环境问题，如大气污染、温室效应等，使新能源的开发备受关注。核能、太阳能、风能等多种可再生新型能源被相继被开发和利用，这不仅有效地缓解了能源危机，还极大地减少了二氧化碳等温室气体的排放，与新型能源相关的新材料和储能转化设备也成为众多研究者所关注的热点。化学电源作为能源储存与转化的重要方式之一，不仅可以将电能以化学能的形式储存起来，还可以将化学能转变为电能进行能量释放。近年来由于其应用领域越来越广，化学电源已成为人们日常生活中所不可缺少的动力电源。

传统的二次电池(如铅酸电池等)由于容量比较低、体积比较大、安全性能差等问题而逐渐被新型锂二次电池所替代。锂硫二次电池作为新型锂二次电池中重要的一员，因具有能量密度高、安全性能好、绿色环保、成本低等优异性能而备受关注。

但锂硫电池也存在一些明显缺陷，比如单质硫电导率较低，制备电极时需加大量导电剂；充放电过程中易形成“多硫离子穿梭效应”，造成活性物质流失；充放电时硫正极膨胀严重，易使电极物理结构被破坏等。以上缺陷导致锂硫电池活性物质利用率低，容量衰减较快，使锂硫电池的大规模应用受到了严重限制。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一是提供一种锂硫电池正极材料，所述锂硫电池正极材料改善了锂电池的循环性能。

本发明的目的之二是提供一种锂硫电池正极材料的制备方法，该制备方法简单易行。

本发明的目的之三是提供一种锂电池正极，所述锂电池正极具有良好的循环稳定性。

本发明的目的之四是提供一种锂电池，所述锂电池具有良好的循环稳定性。

为了实现上述目的，本发明提供一种锂硫电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将石墨烯滴加在天然纤维上，接着在600～1000℃下煅烧8～12h，得到复合碳纤维1；

(2)将复合碳纤维1与碱性物质在溶液中混合均匀，然后在惰性气体氛围中，将体系温度升温至600～750℃，保温30～90min，得到复合碳纤维2；

(3)将复合碳纤维2、硫源与分散剂在酸性溶液中搅拌12h，然后过滤；

(4)将过滤产物在有机溶剂中浸泡，即得到锂硫电池正极材料。

本发明还提供一种锂硫电池正极材料，根据上述制备方法制备得到。

本发明还提供一种锂电池正极，包括正极活性物质、导电剂、粘结剂，所述正极活性物质为上述锂硫电池正极材料。

本发明还提供一种锂电池，包括正极、隔膜、电解液和负极，所述正极为上述的锂电池正极。

通过上述技术方案，本发明具有以下技术效果：