[發明專利]鋰硫電池正極材料、制備方法、正極片及鋰硫電池

在審

• 申請號: 202010228545.3
• 申請日: 2020-03-27
• 公開（公告）號: CN111403714A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 呂偉;王若琛;鄧亞茜;羅沖;楊全紅;康飛宇
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳國際研究生院
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62;H01M4/13;H01M10/052
• 代理公司: 深圳市鼎言知識產權代理有限公司 44311
• 代理人: 曾昭毅;鄭海威

1.一種鋰硫電池正極材料，其特征在于，包括導電基底、單質硫以及位于所述導電基底表面上的第一催化劑與第二催化劑、所述第一催化劑以及第二催化劑相互接觸。

2.如權利要求1所述的鋰硫電池正極材料，其特征在于，所述第一催化劑包括氧化鈦、氧化錳、氧化釩、氧化鋁、氧化錫、氧化鋅、氧化鈷、氧化鋯、氧化鈮、氧化鉬、氧化鎂、氧化鐵、氧化鑭、氧化鈣以及氧化銫中的至少一種，所述第二催化劑包括硫化鈷、硫化鉬、硫化錫、硫化鎢、硫化鈦、硫化錳、硫化鐵、硫化鎳、硫化釩、硫化銅以及硫化鋅中的至少一種，所述第一催化劑以及所述第二催化劑的粒徑均為5nm-5μm。

3.如權利要求1所述的鋰硫電池正極材料，其特征在于，所述第一催化劑和所述第二催化劑占所述鋰硫電池正極材料質量的比例為0.5％-30％。

4.如權利要求1所述的鋰硫電池正極材料，其特征在于，所述導電基底的電導率大于10⁵S/m，所述導電基底的比表面積大于10m²g^-1。

5.如權利要求1所述的鋰硫電池正極材料，其特征在于，所述單質硫占所述鋰硫電池正極材料質量的比例為40％-90％。

6.一種如權利要求1-5中任一項所述的鋰硫電池正極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

將導電基底懸浮液與表面活性劑加入到溶劑中，混合后形成第一分散液；

將第一金屬鹽加入到所述第一分散液中，混合并加熱后得到第二分散液；

將第二金屬鹽以及含硫前驅體加入到所述第二分散液中，混合并加熱后得到第三分散液；

分離所述第三分散液的固相并干燥，得到導電復合材料；以及

將單質硫與所述導電復合材料混合，從而得到所述鋰硫電池正極材料。

7.如權利要求6所述的鋰硫電池正極材料的制備方法，其特征在于，所述導電基底懸浮液的濃度為0.05-10g L^-1，所述表面活性劑的濃度為0.5-10mol L^-1，所述第一金屬鹽的濃度以及所述第二金屬鹽的濃度均為0.1-1mol L^-1，所述含硫前驅體的濃度為0.1-2mol L^-1。

8.如權利要求6所述的鋰硫電池正極材料的制備方法，其特征在于，在所述第一金屬鹽和所述第一分散液混合后的加熱的溫度為50-200℃，加熱的時間為2-48h，在所述第二金屬鹽、所述含硫前驅體和所述第二分散液混合后的加熱的溫度為100-300℃，所述加熱的時間為2-48h。

9.一種正極片，其特征在于，包括如權利要求1至5中任一項所述的鋰硫電池正極材料，所述正極片還包括集流體、導電劑以及粘結劑，所述鋰硫電池正極材料涂覆于所述集流體的表面上。

10.一種鋰硫電池，其特征在于，包括如權利要求9所述的正極片。