[发明专利]一种制备高性能锂硫电池正极材料、电极和电池的方法

权利要求书

1.一种制备高性能锂硫电池正极材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1.合成PolyS-AS；

分为以下步骤：

(a).在配备有磁力搅拌子的圆底烧瓶中，在氩气氛围下加入升华硫3.5-4g；

(b).将烧瓶置于预热180℃-185℃的油浴中，当升华硫融化为液态呈现樱桃红色时，加入计算量的对氨基苯乙烯；

(c).持续搅拌约1-2h直至产物呈现玻璃化状态；

(d).立即将烧瓶取出，并置于液氮中冷却，以淬灭反应，得到棕黑色透明晶状物PolyS-AS；

步骤2.合成PolyS-g-PANI

分为以下步骤：

(a).将步骤1(d)步中得到的PolyS-AS溶解于N,N-二甲基酰亚胺中，配比比例为0.04g/ml；

(b).加入1ml-1.5ml，1M HCI的水溶液，控制温度为30℃-35℃并搅拌1h-1.5h，制得共聚物溶液；

(c).搅拌结束后，将苯胺0.1g-0.12g加入步骤(b)的共聚物溶液中继续搅拌0.5h-1h；

(d).配置2ml-2.2ml、0.1M过硫酸铵/HCI水溶液，其中过硫酸铵为0.40g-0.45g，待完全溶解后得均一溶液；

随后在0℃下，将过硫酸铵/HCI水溶液逐滴加入PolyS-AS的N,N-二甲基酰亚胺溶液中，搅拌12h-14h。

(e).待反应完成后，过滤沉淀物，并用大量水洗涤，室温下干燥，最终得到棕黑色粉末PolyS-g-PANI。

2.根据权利要求1所述的一种制备高性能锂硫电池正极材料的方法，其特征在于，所述步骤1(b)中，加入对氨基苯乙烯与升华硫的质量比为5:95、10:90、15:85；步骤1(d)中对应得到的中间产物为PolyS_95％-AS_5％、PolyS_90％-AS_10％、PolyS_85％-AS_15％；步骤2(e)步中对应得到的产物分别是PolyS_95％-g-PANI_5％，PolyS_90％-g-PANI_10％和PolyS_85％-g-PANI_15％。

3.根据权利要求1或2所述的一种制备高性能锂硫电池正极材料的方法，其特征在于，利用高性能锂硫电池正极材料制作电极的方法包括：

(a).将制得的PolyS-g-PANI、导电剂和粘接剂以7:2:1(质量比)混合后，加入适量的N－甲基吡咯烷酮作为溶剂搅拌均匀；

(b).用辊压机均匀碾压成膜，截取直径为12mm的圆心膜，涂覆于洁净的铝箔上，在80℃烘箱中干燥24h制得工作电极。

4.根据权利要求3所述的一种制备高性能锂硫电池正极材料的方法，其特征在于，利用高性能锂硫电池正极材料的电极制造扣式电池的方法包括：

将1M LiTFSI溶于EC/DMC体积比1:1的溶液中制得电解液，制得电解液；

或者将1M LiTFSI溶于DOL/DME体积比1:1的溶液中制得电解液，电解液中含有0.1M添加剂LiNO₃，制得电解液；

将制得的PolyS-g-PANI工作电极作为正极，金属锂作为负极，Celgard 2400作为隔膜和制得的电解液，在充满氩气的手套箱中组装成扣式电池。