[发明专利]锂硫电池正极S@TiO2

权利要求书

1.一种用于锂硫电池正极的具有核壳结构的S@TiO₂/聚吡咯复合材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

（1）以间苯二酚-甲醛树脂球为模板，十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂，分散到无水乙醇中混合均匀，将钛酸四丁酯缓慢加入到混合溶液中，并在室温下搅拌8-12小时，离心分离后将产物高温煅烧，得到TiO₂中空球；

（2）将升华硫溶于二硫化碳溶液中，搅拌至硫完全溶解后加入步骤（1）中所得TiO₂中空球超声形成均一混合悬浊液，将此悬浊液在室温下搅拌至挥发干燥后，转入氩气气氛下的聚四氟乙烯不锈钢反应釜中，120-180 ℃保温12-16小时得S@TiO₂中空球；

（3）将十六烷基三甲基溴化铵、吡咯分散到去离子水中混合均匀，将过硫酸铵水溶液缓慢加入到混合溶液中，冰水浴搅拌1-4小时，离心洗涤后将产物真空烘干，得到聚吡咯纳米线；

（4）将步骤（2）所得S@TiO₂中空球与步骤（3）所得聚吡咯纳米线在无水乙醇中超声分散均匀，50-90 ℃搅拌至干燥即得具有核壳结构的S@TiO₂/聚吡咯复合材料；

所述步骤（1）中间苯二酚-甲醛树脂球直径为200 nm-600 nm。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中十六烷基三甲基溴化铵浓度为0.2 mmol/l-1.5 mmol/l。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中间苯二酚-甲醛树脂球与钛酸四丁酯摩尔比为1：（0.1-1.0）。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中高温煅烧升温速率为2-5℃/min，保温温度为400-600 ℃，保温时间为2-6小时，降温速率为2-5℃/min。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中得到的TiO₂中空球的直径为100nm-500nm。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中TiO₂中空球与升华硫的质量比为1：1-10；升华硫的二硫化碳溶液浓度为1-5mg/ml。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中十六烷基三甲基溴化铵、吡咯、过硫酸铵摩尔比为16：（4-64）：（4-64），其中十六烷基三甲基溴化铵浓度为1.6×10^-2mol/l，吡咯和过硫酸铵的摩尔比为1:1。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中得到的聚吡咯纳米线直径为20-80 nm，长度为1-5 μm。

9.根据权利要求1所述的制备方法述制备的具有核壳结构的S@TiO₂/聚吡咯复合材料在锂硫电池正极中的应用。