[发明专利]一种锂硫电池正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种锂硫电池正极材料，其特征在于，其包括：含硫正极活性材料、导电添加剂、粘接剂和硫负载体；

其中，所述硫负载体选自多孔碱式金属氧化物、石墨烯-碱式金属氧化物复合物和石墨烯-碱式金属氧化物-硫化钴复合物中至少一种，所述碱式金属氧化物选自锰、镍、钴、钛、钼、铜和锌的碱式金属氧化物，或这些碱式金属氧化物的两种或两种以上氧化物的组合。

2.根据权利要求1所述的一种锂硫电池正极材料，其特征在于，所述硫负载体选自多孔碱式氧化锰、石墨烯-碱式氧化锰复合物和石墨烯-碱式氧化锰-硫化钴复合物中至少一种。

3.根据权利要求2所述的一种锂硫电池正极材料，其特征在于，所述多孔碱式氧化锰具有以下至少一种特征：

(I)具有长3±1μm，宽500±100nm的棒状结构；

(II)具有多孔结构，孔径为3～20nm。

4.根据权利要求2所述的一种锂硫电池正极材料，其特征在于，所述石墨烯-碱式氧化锰复合物具有以下至少一种特征：

(I)碱式氧化锰附着在石墨烯表面形成片状结构，单片厚度小于50nm；

(II)石墨烯的质量百分比大于40％；

(III)具有多孔结构，孔径为2～25nm。

5.根据权利要求2所述的一种锂硫电池正极材料，其特征在于，所述石墨烯-碱式氧化锰-硫化钴复合物具有以下至少一种特征：

(I)碱式氧化锰和硫化钴附着在石墨烯表面形成片状结构，单片厚度小于50nm；

(II)石墨烯的质量百分比大于30％，且碱式氧化锰与硫化钴的质量比为1:(0.2～0.8)；

(III)具有多孔结构，孔径为2～30nm。

6.根据权利要求1～5任一项所述的一种锂硫电池正极材料，其特征在于，所述导电添加剂为导电炭黑。

7.根据权利要求1～5任一项所述的一种锂硫电池正极材料，其特征在于，所述含硫正极活性材料为硫单质，优选为升华硫。

8.根据权利要求2或3所述的一种锂硫电池正极材料，其特征在于，所述多孔碱式氧化锰的制备，包括以下步骤：

(1)准备1％～50％的锰盐水溶液，其中锰盐为硝酸锰、硫酸锰、氯化锰和溴化锰中至少一种；

(2)可选地，在步骤(1)所述锰盐水溶液中加入少量碱性溶液，搅拌均匀得到混合物A；

(3)将步骤(1)所述的锰盐水溶液或者步骤(2)所述混合物A在120～220℃条件下进行水热反应6～24h，将反应后的产物进行固液分离，所得固体在30～100℃下真空干燥得到多孔碱式氧化锰。

9.根据权利要求2或4所述的一种锂硫电池正极材料，其特征在于，所述石墨烯-碱式氧化锰复合物的制备，包括如下步骤：

(1)准备1％～50％的锰盐水溶液，其中锰盐为硝酸锰、硫酸锰、氯化锰和溴化锰中至少一种；

(2)将步骤(1)中的锰盐水溶液与石墨烯混合，并在超声下处理得到混合物B；

(3)可选地，在步骤(2)所述混合物B中加入少量碱性溶液得到混合物C；

(4)将步骤(2)所述混合物B或步骤(3)所述混合物C在80～220℃条件下进行水热反应6～24h，将反应后的产物进行固液分离，所得固体在30～100℃下真空干燥得到石墨烯-碱式氧化锰复合物。