【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂硫电池正极材料，具体涉及一种锂硫电池正极材料的制备方法及应用。
技术介绍
1、在众多的新型储能方式中，电化学储能具有便捷、长寿命、低成本的优势，被广泛的应用在生活中。相比之下，以锂金属为负极，硫单质（含硫材料）为正极的li-s电池吸引了大量关注。这是因为li-s电池具有极高的理论放电容量（1672mah/g）和理论能量密度（2600wh/kg），并且在地壳中资源丰富、价格低廉、环境友好。
2、然而，锂硫电池的活性物质硫及硫化锂导电性较差，反应动力学速度降低引起电池的性能减小；多硫化物在电解液中溶解会存在穿梭效应，引起活性物质溶解、循环保持率降低；正极材料在充放电过程中的体积变化也是引起电极材料脱落和结构坍塌的重要原因。
3、公开号为cn106732667a的中国专利文件，公开了一种蛋白类物质还原制备类石墨烯二硫化钼-钼酸铋复合材料的制备方法，首先经插层反应得到插层二硫化钼粉末，之后将硝酸铋和钼酸钠溶解在溶剂内，再加入插层二硫化钼粉末和蛋白质，得到前驱体材料，最后煅烧得到类石墨烯二硫化钼-钼酸铋复合材料。此方法插层反应中需要控制四种溶剂的加入量与比例，过程比较繁琐，通过sem图看到复合材料形貌不规则，裸露的活性位点数量有限。
4、公开号为cn106582720a的中国专利文件，公开了一种糖类有机碳还原制备类石墨烯二硫化钼-钼酸铋复合材料的方法，首先经插层反应得到插层二硫化钼粉末，之后将硝酸铋和钼酸钠溶解在溶剂内，再加入插层二硫化钼粉末和糖类有机碳，得到前驱体材料，最后煅烧得到类石
5、公开号为cn113206233a的中国专利文件，公开了钼酸铋/硫复合材料、其制备方法及锂硫电池，将可溶性铋盐和钼盐溶于溶剂内，经溶剂热反应制得富氧空位的钼酸铋，钼酸铋与单质硫混合、煅烧，得到钼酸铋/硫复合材料。此方法合成的复合材料对于多硫化锂吸附能力增强了，可以抑制材料的穿梭效应，但是材料由于体积膨胀引起容量保持率仅为63-75%（0.05c，250圈），小电流下循环稳定性较差。
6、公开号为cn115621435a的中国专利文件，公开了一种基于硫化锰-二硫化钼异质结锂硫电池正极宿主材料及其制备方法和应用，以二硫化钼纳米片为主体，硫化锰纳米颗粒锚定在二硫化钼纳米片上形成具有硫化锰-二硫化钼异质结构的复合材料。复合材料具有二维纳米片层结构，有利于暴露更多的活性位点和促进电解液浸润作用，但是循环过程中会由于体积膨胀引起循环性能下降（71%，0.5c 300圈），稳定性较差。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种锂硫电池正极材料的制备方法及应用，通过形貌调控剂的加入可以改变材料的形貌，得到更多活性位点，包覆也解决了体积膨胀问题，能提升锂硫电池的电化学性能。
2、为了实现本专利技术目的，提供了一种锂硫电池正极材料的制备方法技术方案，包括以下步骤：
3、（1）将四硫代钼酸铵加入到n,n-二甲基甲酰胺中形成均匀的混合溶液，在第一密闭容器内进行反应，反应结束后抽滤、清洗、干燥，得到二硫化钼粉末；
4、（2）将铋盐与钼盐依次溶解在无机强酸的稀溶液中，向其中加入胺类形貌调控剂进行反应，再依次加入步骤（1）所得的二硫化钼粉末、氧化石墨烯，得到混合溶液，在第二密闭容器内进行反应，反应结束后冷冻干燥，得到氧化石墨烯负载二硫化钼-钼酸铋异质结复合材料，即锂硫电池正极材料。
5、优选地，所述步骤（1）中，四硫代钼酸铵在n,n-二甲基甲酰胺中的浓度为4-25 mm。
6、优选地，所述步骤（1）中，第一密闭容器内的反应温度为160-200 ℃，反应时间为14-24 h；抽滤用甲醇抽滤三次，干燥温度为80-120 ℃，干燥时间为8-12 h。
7、优选地，所述步骤（2）中，铋盐与钼盐摩尔比为1~2 : 1，铋盐为硝酸铋或氯化铋或硫酸铋中的任意一种；钼盐为钼酸钠或钼酸铵或钼酸钾中的任意一种；无机强酸的稀溶液为硝酸或盐酸或硫酸溶液中的任意一种，浓度为0.5~1 m；铋盐在酸性溶剂中的浓度为16-50 mm。
8、优选地，所述步骤（2）中，胺类形貌调控剂为乙二胺或三乙醇胺或十二胺或苯胺中的任意一种，形貌调控剂与钼盐的摩尔比为0.01~0.1:1；二硫化钼与钼盐的摩尔比为0.15~0.875:1；氧化石墨烯与钼盐的质量比为0.04-0.5:1。
9、优选地，所述步骤（2）中，在第二密闭容器内的反应温度为120-180 ℃，反应时间为16-24 h；冷冻干燥温度为-60~-40 ℃，冷冻干燥时间为24-48 h。
10、本专利技术还提供了制备的锂硫电池正极材料的应用，将其应用于锂硫电池。
11、本专利技术相对于现有技术，具有以下有益效果：
12、1、本专利技术提供的锂硫电池正极材料制备方法的技术方案，通过采用酸性溶剂在密闭环境中反应、形貌调控剂的诱导促进了异质结的形成，得到了具有一定分级结构的氧化石墨烯负载二硫化钼-钼酸铋复合材料，异质结在锂硫电池充放电过程中可以形成更多的活性位点，提高电池性能。
13、2、本专利技术提供的锂硫电池正极材料制备方法的技术方案，通过形貌调控剂的加入来改变钼酸铋基体的形貌，与二硫化钼复合之后得到具有不同形貌的异质结材料，暴露的活性位点进一步促进了载流子的吸附与迁移，提升了锂硫电池的电化学性能。
14、3、本专利技术提供的锂硫电池正极材料制备方法的技术方案，通过氧化石墨烯的加入得到具有纳米片褶皱的棒状异质结材料，褶皱的形成能够使电解液中的离子在不同角度与材料吸附和反应，氧化石墨烯的加入对异质结材料进行了包裹，能够有效地控制因体积膨胀引起的材料结构坍塌和循环性能下降。
15、4、本专利技术提供的制备的锂硫电池正极材料的应用，通过组装成的锂硫电池在蓝电测试系统进行性能测试，该材料具有优异的比容量以及良好的循环稳定性。在0.2c电流密度下容量可达1125-1258 mah/g，在1c电流密度下循环300圈之后，电容值为初始值的77~84%。
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1.一种锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的锂硫电池正极材料制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，四硫代钼酸铵在N,N-二甲基甲酰胺中的浓度为4-25 mM。
3.根据权利要求1所述的锂硫电池正极材料制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，第一密闭容器内的反应温度为160-200℃，反应时间为14-24h；抽滤用甲醇抽滤三次，干燥温度为80-120℃，干燥时间为8-12h。
4.根据权利要求1所述的锂硫电池正极材料制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，铋盐与钼盐摩尔比为1~2:1，铋盐为硝酸铋或氯化铋或硫酸铋中的任意一种；钼盐为钼酸钠或钼酸铵或钼酸钾中的任意一种；无机强酸的稀溶液为硝酸或盐酸或硫酸溶液中的任意一种，浓度为0.5~1 M；铋盐在酸性溶剂中的浓度为16-50 mM。
5.根据权利要求1所述的锂硫电池正极材料制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，胺类形貌调控剂为乙二胺或三乙醇胺或十二胺或苯胺中的任意一种，形貌调控剂与钼盐的摩尔比为0.01~0.1:1；二硫化钼与钼盐的摩尔比
6.根据权利要求1所述锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，在第二密闭容器内的反应温度为120-180℃，反应时间为16-24h；冷冻干燥温度为-60~-40℃，冷冻干燥时间为24-48 h。
7.一种如权利要求1-6中任一项所述的制备方法制得锂硫电池正极材料的应用，其特征在于，将所述的锂硫电池正极材料应用在锂硫电池。
...【技术特征摘要】
1.一种锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的锂硫电池正极材料制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，四硫代钼酸铵在n,n-二甲基甲酰胺中的浓度为4-25 mm。
3.根据权利要求1所述的锂硫电池正极材料制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，第一密闭容器内的反应温度为160-200℃，反应时间为14-24h；抽滤用甲醇抽滤三次，干燥温度为80-120℃，干燥时间为8-12h。
4.根据权利要求1所述的锂硫电池正极材料制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，铋盐与钼盐摩尔比为1~2:1，铋盐为硝酸铋或氯化铋或硫酸铋中的任意一种；钼盐为钼酸钠或钼酸铵或钼酸钾中的任意一种；无机强酸的稀溶液为硝酸或盐酸或硫酸溶液中的任意一种，浓度为0.5...
【专利技术属性】
技术研发人员：李庆灿，王永志，王琪，宋慧军，董雅鑫，马晓涛，朱荣振，王琳琳，耿德敏，刘建路，
申请(专利权)人：山东海化集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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