[发明专利]基于钼酸盐的硫基复合正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种基于钼酸盐的硫基复合正极材料，其特征在于：由单质硫和作为载体的钼酸盐复合而成，其中，硫在复合正极材料中的质量百分比含量为50%~95%；所述的钼酸盐为单金属钼酸盐或多金属钼酸盐，通式为M_xMo_yO_z，M为Ni、Co、Mn、Cu、Fe、Zn、Mg、Ca、Ba、Pb、Sr、La、Bi、Li、Rb、Cs、V、Sc、In、Cr、Ag、Sn、Te、Zr、Nb、Ta、Nd、Sm、Gd、Y、Sc中的一种或几种；x=1或2，y=1、2或3，z=3、4、6、7、9、10或12。

2.根据权利要求1所述的基于钼酸盐的硫基复合正极材料，其特征在于：所述钼酸盐的理论密度3.5 g cm^-3，振实密度1.0 g cm^-3。

3.根据权利要求2所述的基于钼酸盐的硫基复合正极材料，其特征在于：所述的硫选自升华硫、沉降硫、精制硫、纳米硫的一种或几种。

4.根据权利要求1或2或3所述的基于钼酸盐的硫基复合正极材料，其特征在于：所述的钼酸盐为空心球结构。

5.制备如权利要求4所述的基于钼酸盐的硫基复合正极材料的方法，其特征在于：所述单质硫和载体的复合方法包括熔融法、气相沉积法、溶解-结晶法。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述的熔融法是将单质硫与钼酸盐按比例混合研磨后置于反应釜中，充入空气、氮气、氩气、氦气、二氧化碳中的一种或几种，在100~200 ^oC进行保温，保温时间控制在2~20 h，最后冷却至室温，得到所述的复合正极材料S/M_xMo_yO_z。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述的气相沉积法是将单质硫与钼酸盐按比例混合研磨后置于反应釜中，充入氮气、氩气、氦气、二氧化碳中的一种或几种，在100~200 ^oC中保温2~20 h，再升温至250~350 ^oC中保温2~12 h；最后冷却至室温，得到所述的复合正极材料S/M_xMo_yO_z。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述的溶解-结晶法将单质硫溶于溶剂配成溶液，该溶液中硫的浓度范围为1~20 mg mL^-1，再按比例加入钼酸盐材料，缓慢搅拌至溶剂挥发，将得到的固体经干燥、冷却后得到所述的复合正极材料S/M_xMo_yO_z，所述溶剂为二硫化碳、四氯化碳、苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、环己烷、正辛烷、四氯乙烯、三氯乙烯、四氯乙烷中的一种或几种。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：将2~50 mmol乙酰丙酮金属盐M(AA)、乙酰丙酮钼按比例加入到50~100 mL的甲醇中，室温下搅拌2~24 h，随后加入10~20 mL、0.1~4mol L⁻¹的HNO₃，并搅拌2~24 h；将得到的溶液置于聚四氟乙烯内衬的反应釜中，以2~5 °Cmin⁻¹升到200 °C并保温10~48 h，随后将所得沉淀用去离子水和乙醇清洗，并放入50~100 °C烘箱中干燥，再将干燥好的粉末置于马弗炉中于300~500 °C煅烧2~12 h，即得到空心球结构的钼酸盐。

10.一种锂-硫电池，其特征在于：包括权利要求1-4任意一项所述的基于钼酸盐的硫基复合正极材料制备得到的正极片。