[发明专利]一种自支撑分级孔正极材料、制备方法及其在锂硫电池上的应用

权利要求书

1.一种用于锂硫电池的自支撑分级孔正极材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)室温下，将间苯二酚、硫脲、间苯三酚、十六烷基三甲基溴化铵和硼酸加入到溶剂去离子水中，其中硫脲作为氮源和硫源，反应4小时后超声形成均匀混合液；

(2)室温下，将三聚氰胺泡沫加入步骤(1)得到的混合液中0.5-1小时后，升温至70-90℃，再加入甲醛，反应0.5-2.5小时；

(3)将步骤(2)反应得到的混合物在70-90℃下老化12小时后，将三聚氰胺泡沫混合物取出并放置在塑料板上在70-90℃下干燥12小时；

(4)将步骤(3)干燥好的三聚氰胺泡沫混合物在惰性气体保护下，将温度从70-90℃升温至800-1000℃碳化2小时后得到自支撑分级孔正极材料。

2.根据权利要求1所述的自支撑分级孔正极材料的制备方法，其特征在于，各原料的量如下：去离子水150-200mL，间苯二酚2.2-10.5g，硫脲0.38-1.9g，间苯三酚0.05g-0.25g，十六烷基三甲基溴化铵0.012-0.058g，硼酸0.025-0.106g，甲醛5-25mL；三聚氰胺泡沫的体积规格为10×5×0.2cm。

3.根据权利要求1或2所述的自支撑分级孔正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中的升温速率为2℃/min。

4.根据权利要求1或2所述的自支撑分级孔正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述惰性气体为氩气。

5.根据权利要求3所述的自支撑分级孔正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述惰性气体为氩气。

6.采用权利要求1-5任一所述的自支撑分级孔正极材料的制备方法制备得到的自支撑分级孔正极材料，其特征在于，所述自支撑分级孔正极材料的比表面积为249-580m²/g，硫元素含量0.23-1.87at.％，氮元素含量为2.03-9.71at.％。

7.权利要求6所述的自支撑分级孔正极材料应用在锂硫电池中，其特征在于，将自支撑分级孔正极材料、聚丙烯微孔隔膜、负极锂片按顺序组装成电池并滴加多硫化合物Li₂S₈电解液，其中自支撑分级孔正极材料的载硫量为3mg/cm²-12mg/cm²。