/分钟高速搅拌5小 时。在搅拌过程中，添加乙醇至总体积150毫升。搅拌结束后，得到的混合浆料粘度适中。 对所述混合浆料进行喷雾干燥，设定温度120°C，得到锂硫电池正极材料。测试方法同上述 实施例14。
[0218] 实施例69
[0219] 制备方法同实施例68,喷雾干燥设定温度150°C。测试方法同上述实施例14。
[0220] 实施例70
[0221] 制备方法同实施例68,将碳材料由多壁碳纳米管替换成柯琴黑。测试方法同上述 实施例14。
[0222] 实施例71
[0223] 制备方法同实施例68,将碳材料由多壁碳纳米管替换成柯琴黑，喷雾干燥设定温 度150°C。测试方法同上述实施例14。
[0224] 实施例72
[0225] 制备方法同实施例68,将碳材料由多壁碳纳米管替换成活性炭。测试方法同上述 实施例14。
[0226] 实施例73
[0227] 制备方法同实施例68,将碳材料由多壁碳纳米管替换成活性炭，喷雾干燥设定温 度150°C。测试方法同上述实施例14。
[0228] 实施例74
[0229] 制备方法同实施例68,将碳材料由多壁碳纳米管替换成乙炔黑。测试方法同上述 实施例14。
[0230] 实施例75
[0231] 制备方法同实施例68,将碳材料由多壁碳纳米管替换成乙炔黑，喷雾干燥设定温 度150°C。测试方法同上述实施例14。
[0232] 实施例76
[0233] 制备方法同实施例68,将碳材料由多壁碳纳米管替换成石墨烯。测试方法同上述 实施例14。
[0234] 实施例77
[0235] 制备方法同实施例68,将碳材料由多壁碳纳米管替换成石墨烯，喷雾干燥设定温 度150°C。测试方法同上述实施例14。
[0236] 实施例78
[0237] 制备方法同实施例68,将碳材料由多壁碳纳米管替换成氧化石墨烯。测试方法同 上述实施例14。
[0238] 实施例79
[0239] 制备方法同实施例68,将碳材料由多壁碳纳米管替换成氧化石墨烯，喷雾干燥设 定温度150°C。测试方法同上述实施例14。
[0240] 实施例80
[0241] 制备方法同实施例68,将碳材料由1克多壁碳纳米管替换成0. 95克柯琴黑和 〇. 05克多壁碳纳米管。测试方法同上述实施例14。
[0242] 在本实施例中，锂硫电池正极材料为硫（球磨）/多壁碳纳米管/柯琴黑复合物。
[0243] 图15为本实施例制备的硫（球磨）/多壁碳纳米管/柯琴黑复合物的热重分析图。
[0244] 将上述锂硫电池正极材料直接用作电池正极材料，以金属锂作为负极材料，组装 得到的电池以0. 1/小时的倍率在在放电截至电压为1. 5V，充电截至电压为2. 8V的条件下 进行测试，测试结果见图16。图16中示出了第一周、第十周和第一百周的充放电曲线，可以 看出，首周放电比容量1123mAh/g。图17中示出了该电池的循环曲线示意图。
[0245] 实施例81
[0246] 制备方法同实施例68,将碳材料由1克多壁碳纳米管替换成0. 95克柯琴黑和 〇. 05克多壁碳纳米管，喷雾干燥设定温度150°C。测试方法同上述实施例80。
[0247] 实施例82
[0248] 制备方法同实施例68,将碳材料由1克多壁碳纳米管替换成0. 95克活性炭和 0.05克多壁碳纳米管。测试方法同上述实施例80。
[0249] 实施例83
[0250] 制备方法同实施例68,将碳材料由1克多壁碳纳米管替换成0. 95克活性炭和 〇. 05克多壁碳纳米管，喷雾干燥设定温度150°C。测试方法同上述实施例80。
[0251] 实施例84
[0252] 制备方法同实施例68,将碳材料由1克多壁碳纳米管替换成0.95克乙炔黑和 0.05克多壁碳纳米管。测试方法同上述实施例80。
[0253] 实施例85
[0254] 制备方法同实施例68,将碳材料1克多壁碳纳米管替换成0. 95克乙炔黑和0. 05 克多壁碳纳米管，喷雾干燥设定温度150°C。测试方法同上述实施例80。
[0255] 实施例86
[0256] 制备方法同实施例68,将碳材料由1克多壁碳纳米管替换成0. 95克石墨烯和 0.05克多壁碳纳米管。测试方法同上述实施例80。
[0257] 实施例87
[0258] 制备方法同实施例68,将碳材料由1克多壁碳纳米管替换成0. 95克石墨烯和 〇. 05克多壁碳纳米管，喷雾干燥设定温度150°C。测试方法同上述实施例80。
[0259] 实施例88
[0260] 制备方法同实施例68,将碳材料由1克多壁碳纳米管替换成0. 95克氧化石墨烯和 0.05克多壁碳纳米管。测试方法同上述实施例80。
[0261] 实施例89
[0262] 制备方法同实施例68,将碳材料由1克多壁碳纳米管替换成0. 95克氧化石墨烯和 0. 05克多壁碳纳米管，喷雾干燥设定温度150°C。测试方法同上述实施例80。
[0263] 在上述实施例2至实施例89中，所用硫材料的质量百分比（载硫量）分别入下表 1中所示。对各实施例制备得到的锂硫电池正极材料用作电池正极材料制备的电池的首周 放电比容量和第100周放电比容量的测试结果如下表1。
[0264]
[0265]
[0266]
[0267] 表 1
[0268] 以上所述的【具体实施方式】，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步 详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的【具体实施方式】而已，并不用于限定本发明 的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含 在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括： 将50wt% -97wt%的硫材料与3wt% -50wt%的导电材料分别溶解或分散在相同或不 同的溶剂中，并进行混合； 以 1000rpd/min-6000rpd/min的速度揽泮 1-24 小时； 在60°C_250°C条件下进行喷雾干燥，得到所述锂硫电池正极材料； 其中，所述锂硫电池正极材料为具有纳微结构的微米级小球。2. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述在60°C-250°C条件下进行喷 雾干燥之后，且在所述得到所述锂硫电池正极材料之前，所述方法还包括： 对喷雾干燥后的物质在50°C-800°C条件下热处理3分钟-72小时。3. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述热处理的温度为155°C-300°C， 时间为30分钟-24小时。4. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硫材料包括：升华硫、沉降硫、结 晶硫、I父体硫、无晶态硫、微晶硫、纳米硫或溶融硫中的任一种或多种。5. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述导电材料包括：金属、金属氧化 物、碳材料、硅材料、硫化物、有机导电分子或导电聚合物中的任一种或多种； 其中，所述碳材料为分散的颗粒状的碳材料，包括：碳黑、碳气凝胶、石墨、乙炔黑、柯琴 黑、活性碳、石墨烯、氧化石墨烯、纳米碳粒、纳米碳纤维、导电碳黑、中间相碳微球、碳球、碳 纳米管、有序介孔碳或分级孔结构碳中的任一种或多种。6. 根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在将所述将50wt% -97wt%的硫材料 与3wt% -50wt%的导电材料分别溶解或分散在相同或不同的溶剂中之前，所述方法还包 括： 对所述碳材料进行表面官能团化的预处理； 其中，所述预处理具体为： 将所述碳材料分散在氧化性液体中，通过静置、加热、震荡和/或超声、磁力搅拌和/或 高速搅拌、回流后，再经过洗涤、抽滤、离心、蒸发，得到所述表面官能团化的碳材料；其中， 所述氧化性液体包括：浓硫酸、浓硝酸、双氧水、高锰酸钾溶液、氯酸钾溶液或溴水中的一种 或多种；或者 将所述碳材料置于氧化性气体中进行热处理，得到所述表面官能团化的碳材料；其中， 所述氧化性气体包括空气、氧气或二氧化碳。7. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂与所述硫材料以及与所述 导电材料均不发生化学反应，并且所述溶剂的沸点低于350°C; 所述溶剂具体包括：水、乙醇、丙酮、二硫化碳、异戊烷、正戊烷、石油醚、己烷、环己烷、 异辛烷、三甲基戊烷、环戊烷、庚烷、三氯乙烯/乙炔化三氯、四氯化碳、丙基醚/丙醚、甲苯、 对二甲苯、氯苯、邻二氯苯、二乙醚/醚、苯、异丁醇、二氯化乙烯、正丁醇、醋酸丁酯/乙酸 丁酯、丙醇、甲基异丁酮、四氢呋喃、乙酸乙酯、异丙醇、氯仿、甲基乙基酮、吡陡、乙酸、乙腈、 苯胺、二甲基甲酰胺、甲醇、乙二醇、二甲亚砜、氮-甲基吡咯烷酮二甲胺、1，1-二氯乙烷、丁 酮、乙二醇二甲醚、三乙胺、丙腈、4-甲基-2-戊酮、乙二胺、乙二醇一甲醚、乙二醇一乙醚、 二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、环己酮、环己醇、氮，氮-二甲基乙酰胺、苯酚、1，2_丙二醇、 邻甲酚、氮，氮-二甲基苯胺、间甲酚、甲酚、甲酰胺、硝基苯、乙酰胺、六甲基磷酸三酰胺、喹 啉、乙二醇碳酸酯二甘醇、丁二腈或甘油中的任一种或多种。8. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硫材料和所述导电材料的质量总和 与所述溶剂的体积的百分比为0. 01-200% (克/毫升）。9. 一种如上述权利要求1-8任一权项所述的制备方法制备的锂硫电池正极材料，其特 征在于，所述锂硫电池正极材料的形貌为具有纳微结构的微米级小球；所述微米级小球的 直径为1微米-20微米； 其中，所述微米级小球由纳米结构颗粒构成，所述纳米结构颗粒的粒径为lnm-80nm。10. -种包括上述权利要求9所述的锂硫电池正极材料的电池。
【专利摘要】本发明公开了一种锂硫电池正极材料的制备方法、锂硫电池正极材料和电池，所述方法包括：将50wt％-97wt％的硫材料与3wt％-50wt％的导电材料分别溶解或分散在相同或不同的溶剂中，并进行混合；以1000rpd/min-6000rpd/min的速度搅拌1-24小时；在60℃-250℃条件下进行喷雾干燥，得到所述锂硫电池正极材料；其中，所述锂硫电池正极材料为具有纳微结构的微米级小球。
【IPC分类】H01M4/62, H01M10/052, H01M4/38
【公开号】CN105304882
【申请号】CN201410359876
【发明人】胡勇胜, 马洁, 方铮, 陈立泉, 黄学杰
【申请人】中国科学院物理研究所
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2014年7月25日