【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂硫电池，涉及一种锂硫电池正极材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、因能源消耗日益增长，人类面临着巨大的环境和资源危机。随着技术革新，廉价干净的可再生能源发展迅速。其中锂离子电池改变了人们的交流和沟通方式，促进了便携式摄像机、手机、笔记本电脑等电子设备的发展，实现了大规模的商业应用。然而，其质量能量密度和功率密度仍然难以满足人们未来对于储能的需求，研究能量密度高于锂离子电池的新型电化学储能体系势在必行。在诸多替代锂离子电池的储能体系中，锂硫(li-s)电池因其比能量密度高(2600w h kg–1)、成本低、环境友好以及硫资源丰富而受到越来越多的关注。然而，反应动力学缓慢、体积膨胀问题、硫及产物li2s的导电性差、锂金属负极枝晶严重等问题造成了循环性能差、倍率性能低，其阻碍了锂硫电池的实际应用。
2、针对这些问题，研究者们采取了诸多手段，例如设计中间层，构筑正极主体材料，电解液修饰等方法都得到了很好的应用。这些策略中，尤其是对正极材料的改性，已经取得了优异的效果，但是多硫化物转化缓慢的问题仍然没有得到解决，因此引入具有催化多硫化物转化的功能的材料已然成为人们研究的中心。
技术实现思路
1、针对现有锂硫电池反应过程中多硫化物穿梭效应严重且多硫化物转化速率较慢的问题，本专利技术的目的是在于提供一种锂硫电池正极材料及其制备方法和应用，由还原氧化石墨烯上生长的mo掺杂的vs2花状微球与硫复合而成，通过mo调控vs2的d带中心，从而降低多硫化物反应能垒，进一步提高
2、为了实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种锂硫电池正极材料，由还原氧化石墨烯上生长的mo掺杂的vs2花状微球mo-vs2@c与硫复合而成。
4、优选的，所述mo-vs2@c中，v与mo的摩尔比为1：0.05～0.15。
5、优选的，所述硫的含量为50～90wt％。
6、本专利技术还提供了上述锂硫电池正极材料的制备方法，包括如下步骤：
7、(1)将碳源与溶剂搅拌混合，得到均一溶液；
8、(2)将钒源、硫源、钼源和表面活性剂加入到步骤(1)的均一溶液中，得到混合溶液；
9、(3)步骤(2)的混合溶液经溶剂热法得到前体；
10、(4)保护性气氛下，将前体焙烧，得到产物，记为mo-vs2@c；
11、(5)将mo-vs2@c与单质硫混合，得混合粉末；保护性气氛下，将混合粉末升温进行载硫，得到锂硫电池正极材料。
12、优选的，步骤(1)中，所述的碳源为氧化石墨、科琴黑、超导炭黑中的至少一种，溶剂为乙二醇。
13、优选的，步骤(2)中，所述的钒源为乙酰丙酮氧钒、乙酰丙酮钒、偏钒酸铵中的至少一种；所述的硫源为硫代乙酰胺、硫粉中的至少一种；所述的钼源为钼酸铵、钼酸钠中的至少一种；所述的表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵中的至少一种；钒源中的钒与钼源中的钼的摩尔比为1：0.05～0.15，进一步优选为1：1；钒源、硫源和表面活性剂的摩尔比为0.1～0.4：1：0.02～0.06。
14、优选的，步骤(3)中，溶剂热的反应温度为150～200℃，时间为8～24h。
15、优选的，步骤(4)中，保护性气氛为氮气、氦气、氩气气氛中的一种，升温速率为2～4℃/min，焙烧温度为400～600℃，焙烧时间为1～3h。
16、优选的，步骤(5)中，mo-vs2@c与单质硫的质量比为10～30：70～90；载硫的温度为155～200℃，时间为12～15h。
17、本专利技术还提供了一种锂硫电池，所述锂硫电池的正极包括上述锂硫电池正极材料。
18、本专利技术通过掺杂钼离子调控了金属硫化钒的d带中心，从而使催化剂对多硫化物实现了可调谐的吸附作用，降低了多硫化物反应能垒，表现出对多硫化物较强的催化活性，设计了一种还原氧化石墨烯上生长的mo掺杂的vs2花状微球与硫复合的锂硫电池正极材料，其中石墨烯具有电导率高、机械强度高等特点，mo掺杂后进一步提高了vs2的d带中心，从而实现了其对多硫化物的吸附性能的改善，表现出对多硫化物较强的催化活性。结果表明，所制备的复合材料应用于锂硫电池后，实现了优异的循环稳定性能和倍率性能，特别是高硫载性能，满足电动汽车和混合动力汽车对锂硫电池正极材料的要求。
19、本专利技术的优势在于：
20、本专利技术的锂硫电池正极材料，其中石墨烯作为碳基底具有电导率高、机械强度高等优点，钼掺杂实现了对硫化钒的d带调控，使之影响了其与多硫化物的相互作用，进一步获得了对多硫化物的高催化活性，极大的提高了材料的倍率性能和循环稳定性，特别是高硫载性能，满足锂硫电池在大电流下快速充放电的要求，在动力电池领域具有良好的应用前景。
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1.一种锂硫电池正极材料，其特征在于，所述锂硫电池正极材料由还原氧化石墨烯上生长的Mo掺杂的VS2花状微球Mo-VS2@C与硫复合而成。
2.根据权利要求1所述的锂硫电池正极材料，其特征在于，所述Mo-VS2@C中，V与Mo的摩尔比为1：0.05～0.15。
3.根据权利要求1所述的锂硫电池正极材料，其特征在于，所述硫的含量为50～90wt％。
4.权利要求1-3任一项所述的锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的碳源为氧化石墨、科琴黑、超导炭黑中的至少一种，溶剂为乙二醇。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的钒源为乙酰丙酮氧钒、乙酰丙酮钒、偏钒酸铵中的至少一种；所述的硫源为硫代乙酰胺、硫粉中的至少一种；所述的钼源为钼酸铵、钼酸钠、乙酰丙酮钼中的至少一种；所述的表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵中的至少一种；钒源中的钒与钼源中的钼的摩尔比为1：0.05～0.15；钒源、硫源和表面活性剂的摩尔
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，溶剂热的反应温度为150～200℃，时间为8～24h。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，保护性气氛为氮气、氦气、氩气气氛中的一种，升温速率为2～4℃/min，焙烧温度为400～600℃，焙烧时间为1～3h。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，Mo-VS2@C与单质硫的质量比为10～30：70～90；载硫的温度为155～200℃，时间为12～15h。
10.一种锂硫电池，其特征在于，所述锂硫电池的正极包括权利要求1-3任一项所述的锂硫电池正极材料或权利要求4-9任一项所述制备方法制得的锂硫电池正极材料。
...【技术特征摘要】
1.一种锂硫电池正极材料，其特征在于，所述锂硫电池正极材料由还原氧化石墨烯上生长的mo掺杂的vs2花状微球mo-vs2@c与硫复合而成。
2.根据权利要求1所述的锂硫电池正极材料，其特征在于，所述mo-vs2@c中，v与mo的摩尔比为1：0.05～0.15。
3.根据权利要求1所述的锂硫电池正极材料，其特征在于，所述硫的含量为50～90wt％。
4.权利要求1-3任一项所述的锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的碳源为氧化石墨、科琴黑、超导炭黑中的至少一种，溶剂为乙二醇。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的钒源为乙酰丙酮氧钒、乙酰丙酮钒、偏钒酸铵中的至少一种；所述的硫源为硫代乙酰胺、硫粉中的至少一种；所述的钼源为钼酸铵、钼酸钠、乙酰丙酮钼中的至少一种；所述的表面活性剂为...
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