[发明专利]MXene包覆硫复合材料、锂硫电池正极材料的制备方法和电池

权利要求书

1.一种MXene包覆硫复合材料的制备方法，其特征在于，步骤包括：将MXene材料与琉球混合分散于溶液中，再过滤后干燥，得到具有MXene包覆硫核壳结构的复合材料。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特方法征在于，所述MXene材料的晶格位上具有单原子分散的掺杂金属原子；

和/或，所述MXene的质量含量介于5wt.％至20wt.％之间；

和/或，所述琉球为含有硫单质和粘合剂的颗粒。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述掺杂金属原子选自于锌、镍、钴、铁、铂、铜、银、金、镁、钙、镓、铟、锡、硅、锗、锑、铋、铅或铝中的一种或多种；

和/或，所述琉球的粒径介于0.5μm至1μm。

4.如权利要求2或3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述MXene的制备方法包括：

将所述掺杂金属的金属盐与MAX相材料混合，并在预定温度下退火，冷却至室温后，将获得的产物加入酸液中并搅拌预定时间后得到的分散体，离心并洗涤几次以除去残留的盐和酸，得到中间产物；将所述中间产物分散于溶剂中超声处理后，收集液相中的分散物，得到所述MXene材料；

或，将所述掺杂金属的金属盐、刻蚀剂和MAX相材料在溶液中混合后保持预定时间，得到所述MXene材料。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述金属盐为金属氯化物；

和/或，所述预定温度介于550℃至600℃；

和/或，所述预定时间为10h；和/或，所述溶剂为异丙醇。

6.如权利要求1至3或5中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述琉球的制备方法，包括：将Na₂S₂O₃与粘结剂分散于水中得到混合液；在搅拌状态下，向所述混合液中加入酸液进行反应，收集反应得到产物干燥后得到所述硫球；优选地，所述粘结剂为聚乙烯吡咯烷酮；所述酸液为盐酸。

7.一种如权利要求1至6中任一项所述的制备方法得到的MXene包覆硫复合材料作为锂硫电池正极材料的用途。

8.一种锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：将如权利要求1至5中任一项所述的制备方法得到MXene包覆硫复合材料，与引发剂混合后加热，使所述复合材料中的硫发生聚合转变为交联的聚硫，得到所述锂硫电池正极材料。

9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述引发剂为：二异丁烯；

和/或，与所述复合材料与所述引发剂的质量比为9:1；

和/或，所述加热温度为：185℃；

和/或，所述加热的时间为10min。

10.一种锂硫电池，其特征在于，含有如权利要求1至6中任一项所述的制备方法得到的MXene包覆硫复合材料；

或，含有如权利要求8或9所述的制备方法得到的锂硫电池正极材料。