[发明专利]一种提高锂硫电池正极材料循环稳定性的方法

摘要

本发明提出一种提高锂硫电池正极材料循环稳定性的方法，通过负载金属的碳基材料与硫单质在高温下反应，硫将金属碳化物还原为单质碳和金属硫化物，之后以金属硫化物为籽晶，通过溅射沉积的方式使籽晶均匀长大，获得金属硫化物嵌入碳基导电网格的正极材料。本发明通过直接在碳基导电网格上外延生长金属硫化物晶体，可以有效增加硫基与碳基的接触面积，降低接触电阻，从而提高正极材料的性能。同时金属硫化物对多硫化物具有强烈的吸附作用，同样可以抑制多硫化锂的穿梭效应，进而克服了现有锂硫电池正极材料中碳基材料与硫基材料的结合能力不足，接触电阻大导致性能下降的问题，提高了正极材料性能。

主权项

1.一种提高锂硫电池正极材料循环稳定性的方法，其特征在于，通过负载金属的碳基材料与硫单质在高温下反应，硫将金属碳化物还原为单质碳和金属硫化物，之后以金属硫化物为籽晶，通过溅射沉积的方式使籽晶均匀长大，获得金属硫化物嵌入碳基导电网格的正极材料，具体包括以下步骤：（1）使用负载金属元素的碳基材料作为基底，采用酒精丙酮超声清洗所述负载金属的碳基材料5‑20分钟，去除表面油污和浮尘；（2）清洗后将所述基底与单质硫通过均匀球磨，然后在惰性气氛下进行高温真空热处理3‑10 h，获得碳基负载纳米金属硫化物颗粒材料；（3）将所述碳基负载纳米金属硫化物颗粒材料置于真空谐振腔中作为基底材料，使用与纳米金属硫化物中的同种金属块作为靶材，抽真空后，保持1‑3h，然后通入硫化氢和硫蒸汽的混合气氛，控制溅射功率为100‑400W进行溅射生长，生长1‑5h，得到外延基底材料；（4）将生长完成后的基底材料经去离子水和酒精分别超声洗涤5分钟，在氮气保护下干燥3‑5h，得到所需正极材料。