[发明专利]一种锂硫电池复合正极及其制备方法

权利要求书

1.一种锂硫电池复合正极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)铁电材料和石墨烯混合喷涂层的制备

将石墨烯分散于N-甲基吡咯烷酮中，使石墨烯的浓度为1mg/ml-3mg/ml，超声后加入铁电材料，使铁电材料的浓度为0.5mg/ml-3mg/ml，搅拌、超声后，得到分散均匀的混合溶液；然后将混合溶液喷涂于洗净的铝箔上，使喷涂材料的厚度保持在0.2μm-5μm，最后将喷涂后的铝箔于真空环境下干燥，备用；本步骤中所述的铁电材料为PbTiO₃、BaTiO₃、SrTiO₃、LiNbO₃、KNbO₃、Cd₂Nd₂O₇或PZT；

步骤2)碳/硫浆料刮涂层的制备

按质量比7:2:1分别秤取纳米硫、导电炭黑、聚偏氟乙烯，并分别于研钵中研磨；将聚偏氟乙烯加入到适量溶剂中，磁力搅拌；随后，加入研磨的纳米硫颗粒再进行搅拌，并超声，最后加入导电炭黑并补充溶剂，磁力搅拌后得到复合正极材料的浆料，所述溶剂在浆料中所占质量分数为2-4％；将复合正极材料的浆料用刮刀刮涂在酒精洗净的步骤1)所述喷涂后的铝箔上，制成150μm-250μm厚的电极，在真空环境下干燥得到正极刮涂层，备用；

或者，按质量比7:2:1分别秤取纳米硫、导电炭黑、聚偏氟乙烯，将秤取的物质混合至研钵中研磨，得到混合均匀的正极材料；随后，在氮气环境下常温到100～110℃以1℃/min的速率升温，随后以0.5℃/min的速率升温至155℃～200℃，最后在此温度保温6h～24h；待材料冷却后获得复合均匀的正极复合材料；将复合正极材料加入到适量溶剂中，磁力搅拌后得到复合正极材料的浆料，所述溶剂在浆料中所占质量分数为2-4％；将复合正极材料的浆料用刮刀刮涂在酒精洗净的步骤1)所述喷涂后的铝箔上，制成150μm-250μm厚的电极，在真空环境下干燥得到正极刮涂层，备用；

步骤3)铁电材料喷涂层的制备

将研磨后的铁电材料颗粒分散于N-甲基吡咯烷酮中，使铁电材料的浓度为1mg/ml-5mg/ml，搅拌并超声，得到分散均匀的铁电材料溶液，然后将所得的铁电材料溶液喷涂于步骤2)得到的正极刮涂层表面，使铁电材料喷涂层的厚度保持在0.4μm-10μm，最后将喷涂后的正极极片于真空环境下干燥，得到最终的锂硫电池复合正极；本步骤中所述的铁电材料为PbTiO₃、BaTiO₃、SrTiO₃、LiNbO₃、KNbO₃、Cd₂Nd₂O₇或PZT。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1)中喷涂混合溶液具体是将所得混合溶液置于充满氮气的手套箱内的喷枪里然后进行喷涂。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤2)的第二种方案中，在研磨得到混合均匀的正极材料后，是在充满氮气的手套箱内将混合材料放入水热釜中，将水热釜转移至充有氮气的管式炉中，然后进行升温环节。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤3)中喷涂铁电材料溶液具体是将所得的铁电材料溶液置于充满氮气的手套箱内的喷枪里然后进行喷涂。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤2)中所述溶剂采用N-甲基吡咯烷酮。