[发明专利]半球空心状二氧化钛/碳颗粒/聚苯胺负载硫的复合材料及制备方法、锂硫电池正极及电池

权利要求书

1.一种半球空心状二氧化钛/碳颗粒/聚苯胺负载硫的复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

1）将无水乙醇与异丙醇混合均匀，再加入钛酸四丁酯，混合均匀后，水热反应，得到二氧化钛材料；

2）将步骤1）制备的二氧化钛材料分散在水中，加入三羟甲基氨基甲烷后，再加入盐酸多巴胺，进行反应，反应结束后，得二氧化钛/碳纳米材料；

3）将步骤2）制备的二氧化钛/碳纳米材料在氮气氛围下焙烧，自然冷却到室温，制得二氧化钛/碳颗粒；

4）在冰浴条件，将步骤3）制备的二氧化钛/碳颗粒分散在硫酸溶液中，加入苯胺搅拌均匀，然后加入过硫酸铵进行反应，获得半球空心状二氧化钛/碳颗粒/聚苯胺；

5）将步骤4）制备的半球空心状二氧化钛/碳颗粒/聚苯胺与硫粉混合均匀，在氩气气氛下熏硫，得到半球空心状二氧化钛/碳颗粒/聚苯胺负载硫的复合材料；

步骤2）中还包括：加入三羟甲基氨基甲烷后调节体系的pH为6.5~10。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中，所述无水乙醇、异丙醇、钛酸四丁酯的体积之比为（10~30）：（10~20）：（0.1~1.0）；所述水热反应的条件为150~200ºC反应4~12h。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2）中，所述二氧化钛材料、三羟甲基氨基甲烷、盐酸多巴胺的质量之比为1：（1~8）：（0.2~0.5）；所述二氧化钛材料在水中的浓度为2~6g/L。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2）中，所述反应的时间为18~30h。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3）中，所述焙烧的条件为500~800℃焙烧2~8 h。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤4）中，所述二氧化钛/碳颗粒、苯胺、过硫酸铵的用量比为1g：(0.15~3.0)mL:（2~4）g；所述二氧化钛/碳颗粒在硫酸中的浓度为2~6 g/L；所述硫酸浓度为0.3~1 mol/L。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤5）中，所述半球空心状二氧化钛/碳颗粒/聚苯胺与硫粉质量比为1：1~5；所述熏硫的条件为140~180 ℃熏硫12~18 h。

8.一种如权利要求1-7任意一项所述的制备方法制备得到的半球空心状二氧化钛/碳颗粒/聚苯胺负载硫的复合材料作为锂离子电池正极材料的应用。

9.一种锂硫电池正极，其特征在于，采用权利要求1-7任意一项所述的制备方法制备得到的半球空心状二氧化钛/碳颗粒/聚苯胺负载硫的复合材料制成。

10.一种电池，其特征在于，包括如权利要求9所述的锂硫电池正极。