[发明专利]一种锂硫电池正极及其制备方法和锂硫电池

说明书

本申请属于锂硫电池技术领域，尤其涉及一种锂硫电池正极及其制备方法和锂硫电池。其中，锂硫电池正极包括正极浆料和集流体，所述正极浆料覆盖在集流体表面，所述正极浆料包括活性材料、导电剂、粘结剂、有机溶剂以及β‑MoTe₂，β‑MoTe₂提高了锂硫电池正极的氧化还原动力学，降低了锂硫电池内阻和电荷转移阻抗，并且改善了锂硫电池的循环稳定性；本申请提供的锂硫电池正极及其制备方法和锂硫电池可以解决用于化学吸附和催化转化多硫化物的催化剂种类不够多的技术问题。

技术领域

本申请属于锂硫电池技术领域，尤其涉及一种锂硫电池正极及其制备方法和锂硫电池。

背景技术

锂硫电池在实际应用过程中，面临充放电生成的多硫化物溶解造成容量的不可逆衰减，硫单质和产物Li₂S₂和Li₂S导电性差造成的氧化还原动力学差，体积膨胀等技术问题。

而化学吸附和催化转化是能够解决以上问题的有效途径，如Arumugam Manthiram等人提出了亲水性硼化钼 (MoB) 纳米粒子作为硫阴极的有效催化添加剂，MoB纳米粒子的高电导率和丰富的催化活性位点允许在高硫负载电极中快速进行LiPs氧化还原动力学；杨全红等人提出选择性催化是连续固-液-固硫氧化还原反应的基本补救措施，并且合理设计铟（In）基催化剂有针对性地减缓固-液转化，即元素硫溶解为多硫化物，同时加速液-固转化，即多硫化物沉积为不溶性Li₂S，这基本上减少了多硫化物在电解液中的积累，最后抑制穿梭效应；王瑞虎等人报道了一种新型异质结构纳米片，其由氮化钴（CoB）和硼共掺杂多孔碳（NBC）组成，该纳米片是以ZIF-67包覆的ZIF-8为前驱体，通过熔盐辅助策略构建的，得益于二元亲硫CoB和多孔NBC之间强烈的界面电子相互作用，CoB/NBC-S电极在5 C的高速率下，在超长1500次循环中表现出良好的循环稳定性，平均容量衰减率低，为0.013%；但是用于化学吸附和催化转化多硫化物的催化剂种类不够多，开发新的的催化剂和深入的研究其反应机理，进一步推动锂硫电池的发展，成为锂硫电池一个需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种锂硫电池正极及其制备方法和锂硫电池，可以解决现有技术中用于化学吸附和催化转化多硫化物的催化剂种类不够多的技术问题。

本申请第一方面提供了一种锂硫电池正极，所述锂硫电池正极包括集流体和正极浆料；

所述正极浆料覆盖在集流体表面；

所述正极浆料包括导电剂、粘结剂、有机溶剂、硫碳复合材料以及β-MoTe₂。

优选的，所述β-MoTe₂为层状结构。

需要说明的是，与块状结构相比，层状结构的β-MoTe₂比表面积大，从而可以提供更多的吸附和催化的活性位点，进一步提高β-MoTe₂对多硫化物具有强烈的吸附和催化转化性质。

优选的，所述导电剂包括科琴黑、导电石墨、碳纤维以及碳纳米管中的一种或多种。

优选的，所述导电剂为科琴黑。

优选的，所述粘结剂为聚偏氟乙烯，所述有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮。

优选的，所述集流体包括铝箔或镍箔。

优选的，以质量份计算，所述正极浆料中包括：

导电剂1~5份；

粘结剂10~20份；

有机溶剂1~5份；

硫碳复合材料70~80份；

β-MoTe₂5~10份。