[发明专利]锂硫电池正极材料及其制备方法和锂硫电池

权利要求书

1.一种锂硫电池正极材料，其特征在于：它是由钴酸盐MCo₂O₄与硫单质形成的复合材料，以钴酸盐作为硫的载体材料，其中，M为Mg，所述的硫单质含量为60~90 wt%；制备所述的锂硫电池正极材料的方法，包括：

步骤（一），钴酸盐MCo₂O₄的制备：

去离子水和无水乙醇配成混合溶液；

称取乙酸钴和钴酸盐，溶于步骤（1）所得混合溶液，搅拌溶解；

步骤（2）所得混合溶液中加入浓度为25%的氨水；

将步骤（3）所得溶液转移至水热反应釜中反应，水热反应的温度为100~250 °C，时间为10~30 h；

将步骤（4）水热反应产物用去离子水和乙醇离心清洗，干燥；

将步骤（5）干燥后的产物置于马弗炉中煅烧，煅烧温度为450~550 °C，时间为2~4 h，得到钴酸盐，钴酸盐的形貌为纳米棒；

步骤（二），钴酸盐MCo₂O₄与硫单质复合，

配制浓度为10~50 mg/mL的硫的二硫化碳溶液；

将步骤（二）所得钴酸盐加入上述硫的二硫化碳溶液，持续搅拌至二硫化碳完全挥发，得到钴酸盐/硫复合物；

将钴酸盐/硫复合物转移至反应釜中，氩气气氛下密封，将反应釜置于马弗炉中进行热处理，热处理的温度为150~300 °C，热处理时间为5~10 h；冷却至室温，得到锂硫电池复合正极材料。

2.根据权利要求1所述的锂硫电池正极材料，其特征在于：步骤（一）-（1）中去离子水和无水乙醇的体积比为1:4。

3.根据权利要求1或2所述的锂硫电池正极材料，其特征在于：步骤（一）-（2）中乙酸钴和乙酸盐在步骤（2）所得混合溶液中的浓度分别为10 mmol/L和5 mmol/L。

4.一种锂硫电池正极，其特征在于：由权利要求1-3任意一项所述的锂硫电池正极材料制成。

5.一种锂硫电池，包括电解液、锂负极和权利要求4所述的锂硫电池正极。