[发明专利]一种用于锂硫电池的硫/多孔碳包覆碳纳米管复合正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种用于锂硫电池的硫/多孔碳包覆碳纳米管复合正极材料，其特征在于，由具有微纳结构的多孔碳包覆碳纳米管复合碳材料与单质硫复合而成；所述的多孔碳包覆碳纳米管复合碳材料是将聚多巴胺包覆在碳纳米管表面后经500～1200℃高温炭化，得到的由聚多巴胺构筑的纳米多孔碳结构生长在碳纳米管构筑的碳骨架表面形成的碳-碳有机结合体。

2.根据权利要求1所述的复合正极材料，其特征在于，所述的聚多巴胺包覆在碳纳米管表面是通过将碳纳米管加入到含多巴胺的溶液中发生多巴胺的聚合反应，在碳纳米管表面生成聚多巴胺膜层来实现。

3.根据权利要求2所述的复合正极材料，其特征在于，所述的聚多巴胺膜层厚度为5nm～100nm，厚度通过聚合反应时间控制。

4.根据权利要求1所述的复合正极材料，其特征在于，所述的多孔碳包覆碳纳米管复合碳材料的比表面积为200～2000m²/g。

5.根据权利要求1所述的复合正极材料，其特征在于，所述的单质硫分散负载在多孔碳包覆碳纳米管复合碳材料内部的孔道中及其表面的纳米多孔碳结构的孔结构中；所述的纳米多孔碳结构具有以微孔为主的孔结构，且孔结构之间相互贯通；所述的微孔的孔径≤2nm，其中，微孔占整个孔结构的比例为50～80%。

6.根据权利要求1所述的复合正极材料，其特征在于，所述的碳纳米管为单壁碳纳米管、多壁碳纳米管的一种或两种；所述的碳纳米管的直径为10nm～200nm，长度为500nm～10μm。

7.一种根据权利要求1～6任一项所述的复合正极材料的制备方法，其特征在于，将碳纳米管超声分散到含多巴胺的溶液中，在搅拌的条件下，往溶液中缓慢滴入pH为8～10的碱性溶液进行聚合反应；反应完成后，将所得的表面包覆有聚多巴胺的碳纳米管产物置于炉中，在惰性气氛下，以5～15℃/min的升温速率，将温度从室温升至500～1200℃，保温5～20h后；得到的多孔碳包覆碳纳米管复合碳材料与单质硫复合，即得。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述的多巴胺溶液的浓度范围为0.5～10mg/mL。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述的碱性溶液为KOH、NaOH、氨水、K₂CO₃、Na₂CO₃、K₃PO₄、Na₃PO₄溶液中的一种或几种。

10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述的复合为球磨法、高温热熔融、液相原位沉积、液相渗透法中的一种。