[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，该正极材料为铁单原子掺杂的四氧化三钴纳米片复合材料；所述复合材料通过以下步骤制备所得：

（ 1 ） 制备ZIF-67纳米片：首先将Co(CH₃COO)₂·4H₂O溶解于十六烷基三甲基溴化铵的去离子水溶液中，作为溶液A；将2-甲基咪唑溶解于去离子水中，作为溶液B；然后将溶液B注入溶液A中，在室温下进行搅拌得到混合溶液；最后将该混合溶液转移至反应釜中在120℃下保温10h，冷却、离心收集ZIF-67纳米片，采用乙醇洗涤后分散于乙醇中制得ZIF-67纳米片乙醇溶液，备用；

（ 2 ） 制备铁掺杂的ZIF-67纳米片：首先取步骤（1）所得的ZIF-67纳米片乙醇溶液注入FeCl₂·4H₂O乙醇溶液中，放置10min后溶液变为绿色，离心、洗涤、收集并将所得铁掺杂的ZIF-67纳米片分散于乙醇溶液中；

（ 3 ） 制备铁单原子掺杂的四氧化三钴纳米片：首先取步骤（2）所得的铁掺杂的ZIF-67纳米片乙醇溶液采用乙醇进行稀释，再加入H₂O后转移至圆底烧瓶中油浴加热，在600rpm搅拌，90℃下进行溶剂热处理，保持10～30min；之后离心收集，采用乙醇洗涤，真空干燥12小时，即得铁单原子掺杂的四氧化三钴纳米片。

2.根据权利要求1所述锂硫电池正极材料，其特征在于，所述步骤（1）中Co(CH₃COO)₂·4H₂O为0.124g；十六烷基三甲基溴化铵的去离子水溶液为21mL，其中十六烷基三甲基溴化铵为0.0288g；2-甲基咪唑为1.2g，该2-甲基咪唑溶解于5mL去离子水中；洗涤后的ZIF-67纳米片分散于10mL乙醇中。

3.根据权利要求1所述锂硫电池正极材料，其特征在于，所述步骤（1）中室温下搅拌1h。

4.根据权利要求1所述锂硫电池正极材料，其特征在于，所述步骤（2）中取ZIF-67纳米片乙醇溶液为1mL；FeCl₂·4H₂O乙醇溶液浓度为0.8mg/mL，用量为10mL；将所得铁掺杂的ZIF-67纳米片分散于5mL乙醇溶液中。

5.根据权利要求1所述锂硫电池正极材料，其特征在于，所述步骤（3）中取铁掺杂的ZIF-67纳米片乙醇溶液为5mL；将所取铁掺杂的ZIF-67纳米片乙醇溶液采用乙醇稀释至20mL；加入5mLH₂O。