一种锂硫电池正极材料及制备方法、锂硫电池技术

本发明专利技术公开了一种锂硫电池正极材料及制备方法、锂硫电池，属于锂电池技术领域。其中所述制备方法为首先将二氧化钼前驱体溶液与介孔碳混合形成介孔碳/二氧化钼前驱体混合物，然后将前驱体混合物置于管式炉中，在Ar‑H2混合气体的氛围下煅烧处理形成介孔碳/二氧化钼复合材料，再与单质硫S混合，热处理得到介孔碳/二氧化钼/硫复合材料；本发明专利技术同时提供了基于该复合材料的锂硫电池，该电池表现出优异的循环稳定性和良好的倍率性能。

【技术实现步骤摘要】
一种锂硫电池正极材料及制备方法、锂硫电池
本专利技术涉及锂电池
，具体涉及锂硫电池正极材料及制备方法、锂硫电池；
技术介绍
锂硫电池作为一种新型二次电池，因具有容量高(理论比容量为1675mAh/g)、成本低、单质硫S来源广、无毒等优点，受到研究人员的高度重视，有希望成为下一代高比能量的二次电池体系。但是，在实际应用过程中锂硫电池面临诸多问题，主要为以下两方面：(1)活性物质硫及中间产物多硫化物均是绝缘体(硫的电导率为5×10-30S·cm-1)，几乎不导电，且极化严重，会影响电池的整体性能；(2)单质硫S在充放电过程中形成的中间态多硫化物易溶解在液态电解质中，并随着电解质的扩散从正极材料中扩散至负极引发不必要的副反应，称为“穿梭效应”，而“穿梭效应”会导致活性物质硫的损失，使得锂硫电池的整体性能普遍较低。针对以上问题，目前的解决方法大多采用多孔碳材料与单质硫S复合，以增加电极的导电性，并通过多孔碳材料对多硫化物的物理吸附作用防止“穿梭效应”，但是，实际应用中多孔碳材料对多硫化物的物理吸附作用较弱，无法有效抑制“穿梭效应”。另有研究采用过渡金属氧化物抑制多硫化物的“穿梭效应”，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将介孔碳材料、二氧化钼前驱体均匀混合于去离子水中，过滤，干燥，得到混合物前驱体；步骤二、将得到的混合物前驱体置于管式炉中，在Ar‑H2混合气体的氛围下，500～700℃进行煅烧，得到介孔碳/二氧化钼复合材料；步骤三、将介孔碳/二氧化钼复合材料与单质硫S按照重量份比为(2～9) ：(10～15)通过研磨或球磨混合，然后在Ar‑H2混合气体的氛围下进行热处理，得到介孔碳/二氧化钼/硫复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将介孔碳材料、二氧化钼前驱体均匀混合于去离子水中，过滤，干燥，得到混合物前驱体；步骤二、将得到的混合物前驱体置于管式炉中，在Ar-H2混合气体的氛围下，500～700℃进行煅烧，得到介孔碳/二氧化钼复合材料；步骤三、将介孔碳/二氧化钼复合材料与单质硫S按照重量份比为(2～9)：(10～15)通过研磨或球磨混合，然后在Ar-H2混合气体的氛围下进行热处理，得到介孔碳/二氧化钼/硫复合材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤一中介孔碳材料、二氧化钼前驱体、去离子水的重量份比为(5～30)：(1～5)：(1500～2000)，进一步优选为(5～9)：(2～4)：(1500～1700)；优选地，所述介孔碳材料为CMK-3；优选地，所述二氧化钼前驱体为钼盐，进一步优选为钼酸铵。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤一的具体过程为将二氧化钼前驱体加入去离子水中，边搅拌边加入无水乙醇，得到均一的溶液，接着向溶液中加入介孔碳材料，超声使其均匀混合后，抽滤，干燥，得到混合物前驱体；优选地，所述干燥过程在烘箱中进行，烘干温度为60～90℃，烘干时间为12～24h。4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤二中所述Ar-H2混合气体中，H2占Ar-H2混合气体总体积的1～6%，进一步优选为3%～5%。5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤二的具体过程为将混合物前驱体置于管式炉中，通入H2体积含量为1~6%的Ar-H2混合气体，以4~8℃/min的升温速率升温至500~650℃，保温7～9h后，自然冷却至室温，得到介孔碳/二氧化钼复合材料。6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤三的具体过程为将重量份比为(2～9)：...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕伟，陈亚炜，牛树章，游从辉，杨全红，康飞宇，
申请(专利权)人：清华大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：广东,44