[发明专利]一种柔性自支撑锂硫电池正极材料的制造方法

摘要

本发明公开了一种自支撑锂硫电池正极材料。采用MOF/CNT自支撑复合膜为活性物质硫的导电基质，利用MOF丰富的孔结构，将活性物质硫有效束缚与MOF孔内，缓解其溶解损失，抑制电池穿梭效应。同时CNT为电极提供良好的导电性，保证活性物质电化学动力学性质，同时为电极提供强韧的机械稳定性和自支撑性能。通过MOF材料和CNT的协同作用，获得了高容量，高循环稳定性的电池性能。本发明方法简单，成本低廉，利于推广，具有明显的效果和良好的实用性，有望在新一代高能量柔性电池中得到广泛应用。

主权项

一种制造自支撑锂硫电池正极材料的方法，包括如下步骤：第一步：将硝酸铜和氨基乙醇在溶液中混合均匀并浸泡老化2天得到氢氧化铜纳米线分散液；第二步：将单壁纳米碳管在硝酸中与80℃下加热氧化1天得到表面带负电荷的纳米碳管；将所得3mg氢氧化铜纳米线和6mg纳米碳管按一定质量比在水中分散混合均匀，在直径2cm的在多孔基质上抽滤、干燥获得自支撑的氢氧化铜/碳纳米管复合膜；第三步：将所得氢氧化铜/CNT复合膜浸泡在20mM的均苯三甲酸的水/乙醇混合溶液中，溶剂体积比为1：1；在室温下浸泡反应1h后获得自支撑的HKUST‑1/CNT复合膜；第四步：将升华硫在室温搅拌下溶于CS2中得到S/CS2溶液。将所得溶液按一定质量比加入所得ZIF‑5/CNT复合膜中，室温下缓慢干燥后，于140℃下热处理8h获得自支撑的正极材料HKUST‑1/CNT，作为电池正极材料；其中极片上硫载量为1mg cm‑2。