[发明专利]一种液态金属/氧化物锂硫电池正极材料

权利要求书

1.一种基于液态金属与氧化物复合的锂硫电池正极材料，其特征在于：锂硫电池正极材料包括多孔氧化物pMO_x和分散在热熔后三维多孔硫的纳微尺寸的液态金属S/LM。

2.根据权利要求1所述的锂硫电池正极材料，其特征在于：氧化物的比表面积为100~10000 m²/g，孔道直径为0.1~8 nm，氧化物种类为金属氧化物和非金属氧化物中的一种或者至少两种的组合；所述金属氧化物中的金属元素为Cu、Co、Mo、Ni、Ti、Mn、Fe和V中的一种或至少两种的组合；所述非金属氧化物中的非金属元素为Si、B、P、As、Te和I中的一种或至少两种的组合。

3.根据权利要求1所述的锂硫电池正极材料，其特征在于：热熔温度为130~185 ℃；液态金属LM的熔点 ≤100℃，选自镓、镓基合金、铋基合金中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的锂硫电池正极材料，其特征在于：锂硫电池正极材料的主要组分按质量百分数计：S/LM 50 %~90 %，氧化物 10 %~50 %，两者的质量百分数之和为100%；S/LM的组分按质量百分数计，S单质 60 %~90 %，LM 10 %~40 %，两者的质量百分数之和为100%。

5.一种制备如权利要求1-4之一所述的基于液态金属与氧化物复合的锂硫电池正极材料的方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）将硫粉热熔后，加入液态金属高速搅拌使其均匀分散，冷却后，得到分散在热熔后三维多孔硫的纳微尺寸的液态金属，即S/LM；

（2）在S/LM中加入多孔氧化物，混合均匀后，得到液态金属/氧化物/硫复合材料，即pMO_x@LM/S；

（3）将pMO_x@LM/S与导电碳、粘结剂混合搅拌、研磨后制得浆料，涂布在集流体上，干燥，得到所述的基于液态金属与氧化物复合的锂硫电池正极。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）在135~155 ℃下将硫粉热熔，加入液态金属Ga，其与硫粉的质量百分比为10%~30%: 70%~90%的，机械搅拌速度900~1000 r/min，搅拌分散0.5~1 h，冷却固化后，得到分散在热熔后三维多孔硫的纳微尺寸的液态金属S/LM；

（2）将S/LM与孔道直径为0.1~8 nm、比表面积为300~3000 m²/g的多孔氧化物按质量比为1~4 : 1，研磨混合均匀或热熔后，得到液态金属/氧化物/硫复合材料pMO_x@LM/S。

7.一种锂硫电池，其特征在于：包括权利要求1-4之一所述的基于液态金属与氧化物复合的锂硫电池正极材料。