CN112786845A - Vs4/多级孔石墨化碳复合材料及制备方法、正极材料、正极片、锂硫电芯及锂硫电池包 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种VS4/多级孔石墨化碳复合材料及其制备方法、正极材料、正极片、锂硫电芯、锂硫电池包及应用，制备方法包括：提供多级孔石墨化碳；将多级孔石墨化碳分散在强酸溶液中，使多级孔石墨化碳连接上羧基或将多级孔石墨化碳分散在强碱溶液中，使多级孔石墨化碳连接上羟基，得到改性多级孔石墨化碳，将改性多级孔石墨化碳清洗至中性后进行干燥；以及负载VS4，将改性多级孔石墨化碳分散在溶剂中，加入钒源和硫源，进行第二水热反应制得VS4/多级孔石墨化碳复合材料。制备步骤简单且产率高，应用于锂硫电池中电化学性能较好，VS4一方面具有很好的导电性，加快反应的动力学；另一方面VS4能够很好抑制多硫化物的穿梭，从而提高了锂硫电池的循环稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及储能装置领域，尤其涉及一种VS4/多级孔石墨化碳复合材料及其制备方法、正极材料、正极片、锂硫电芯、锂硫电池包及应用。
背景技术
新兴电动汽车和可更新能源存储市场需求的不断增长，引发了人们对下一代能源存储设备的探索。可充电锂硫电池以其理论能量密度高(2600Wh/kg)、硫储量丰富、成本低、环境友好等优点越来越受到人们的重视。但是锂硫电池也面临诸多挑战。第一，硫在氧化还原反应过程中，能与锂生成可溶于有机电解液的多硫化物Li2SX(2＜X＜8)，多硫化物在充放电过程中发生“穿梭效应”，导致电池库仑效率差和循环稳定性降低。第二，单质硫的导电性差，是离子和电子的绝缘体(10～30s/cm)，不能直接作为电极材料，且还原产物Li2S2和Li2S是电子绝缘体。第三，反应物硫和最终产物Li2S密度差距大，造成锂硫电池在充放电过程中伴随着巨大的体积变化，电极结构容易粉化，从集流体脱落，从而导致电池容量显著衰减。以上问题导致电极活性物质利用率低和电池的循环寿命差，阻碍锂硫二次电池的商业化进程。
针对现存的问题，大部分的研究都是利用高比表面积和精心设计孔隙结构的碳材料作为硫载体，如中孔/微孔炭、多孔空心炭球、中空炭纤维球和碳化物泡沫等。这种结构的优势在于，首先，碳自身具有良好的导电性，有利于提高复合材料的电导率；其次，多孔的结构设计，给硫提供了一个缓冲的基床，可以缓解硫在充放电过程中因体积变化而造成的影响，最后，高比表面积和特殊孔隙结构的碳材料，对反应过程生成的多硫化物有物理吸附作用，抑制多硫化物的流失，减缓其穿梭效应。虽然用这些碳质材料制成的电化学电池在最初的几十次循环中表现出了显著的容量提高，但在长期循环中，它们会遭受严重的衰减，这主要是因为这种结构的碳材料虽然对多硫化物有物理吸附作用，但是其物理吸附作用还是相对较弱。
因此，需要寻找一种更强吸附作用的材料来解决现存的问题。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种VS4/多级孔石墨化碳复合材料，该复合材料的吸附作用强，导电性能良好且可贡献克容量。
本发明的第二目的在于提供一种VS4/多级孔石墨化碳的复合材料制备方法，该方法制备的VS4/多级孔石墨化碳复合材料的吸附作用强，导电性能良好且可贡献克容量。
本发明的第三目的在于提供一种锂硫电池正极材料，该正极材料包含吸附作用强，导电性能良好且可贡献克容量的VS4/多级孔石墨化碳复合材料。
本发明的第四目的在于提供一种锂硫电池正极片，该锂硫电池正极片包含吸附作用强，导电性能良好且可贡献克容量的VS4/多级孔石墨化碳复合材料。
本发明的第五目的在于提供一种锂硫电芯，该锂硫电芯包含吸附作用强，导电性能良好且可贡献克容量的VS4/多级孔石墨化碳复合材料。
本发明的第六目的在于提供一种锂硫电池包，该锂硫电池包包含吸附作用强，导电性能良好且可贡献克容量的VS4/多级孔石墨化碳复合材料。
本发明的第七目的在于应用本发明的锂硫电池包。
为实现上述目的，本发明提供了一种VS4/多级孔石墨化碳复合材料的制备方法，所述制备方法包括步骤：提供多级孔石墨化碳；改性所述多级孔石墨化碳，将所述多级孔石墨化碳分散在强酸溶液中，使所述多级孔石墨化碳连接上羧基或将所述多级孔石墨化碳分散在强碱溶液中，使所述多级孔石墨化碳连接上羟基，得到改性多级孔石墨化碳，将所述改性多级孔石墨化碳清洗至中性后进行干燥；以及负载VS4，将所述改性多级孔石墨化碳分散在溶剂中，加入钒源和硫源，进行第二水热反应制得VS4/多级孔石墨化碳复合材料。
本发明采用低廉的树脂为原料，以金属钴或镍为催化剂，碱类化合物为造孔剂，通过熔融裂解的方法制备出具有高比表面积多级孔石墨化碳，工艺简单可大批量制备，如公开号为CN106927451A的专利公布了一种“三维结构石墨烯及其碳源自模板催化热解”。由于该碳材料特殊的结构，可应用于锂硫电池中，对多硫化物有很好的物理吸附作用。为了能够更好地吸附多硫化物，我们在这基础上做了进一步的改性，对该碳材料进行改性，嫁接羟基或羧基，然后再在羟基化或羧基化碳的表面负载VS4纳米颗粒，形成VS4/多级孔石墨化碳复合材料。这种结构的设计有以下几个优点：1).该复合材料具有大的比表面积和多孔的结构，可以负载更多的硫，提高硫的载量；2).该复合材料中的多级孔石墨化碳和VS4都具有良好的导电性，提高电极的导电性能；3).该复合材料中多级孔石墨化碳提供物理吸附，VS4提供化学吸附，两者相结合有利于更好地吸附多硫化物，抑制多硫化物的穿梭；4).VS4具有“等硫体”的特性，在锂硫电池的充放电区间，可以贡献容量，可当电极的活性物质，提高电极活性物质的占比。
VS4颗粒均匀负载在多级孔石墨化碳的表面，形成VS4/多级孔石墨化碳复合材料。所述复合材料制备步骤简单且产率较高，应用于锂硫电池中电化学性能较好，与没有添加VS4的正极材料相比，性能明显提高。过渡金属硫化物VS4一方面具有很好的导电性，加快反应的动力学；另一方面VS4能够很好抑制多硫化物的穿梭，从而提高了锂硫电池的循环稳定性。
进一步地，所述强碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化锌中的一种或多种，所述强碱优选氢氧化钠，所述强酸为硫酸、盐酸、硝酸中的一种或多种，所述强酸优选硫酸，所述强酸和所述强碱的浓度为0.5～6mol/L，优选地为2～6mol/L。
进一步地，使所述多级孔石墨化碳连接上羧基或羟基的方式为：将多级孔石墨化碳通过超声的方式分散于强酸或强碱溶液中将分散于强酸或强碱溶液中的所述多级孔石墨化碳转移到反应釜中进行第一水热反应，从而使所述多级孔石墨化碳连接上羧基或羟基，所述第一水热反应的时间为3～48h，优选为6～12h，所述第一水热反应的温度为120～220℃，优选为140～180℃。优选条件下多级孔石墨化碳更容易接上羧基或羟基官能团。
进一步地，所述溶剂为去离子水、乙二醇、甲醇、乙醇、丙三醇中的一种或多种，较优地所述溶剂选择有机溶剂，所述改性多级孔石墨化碳通过超声的方式分散在所述溶剂中，超声的时间为0.5～2h，优选为1～2h，超声温度25～45℃，优选为35～45℃。
进一步地，所述钒源为Na3VO4、NaVO3、NH4VO3、V2O5中的一种，所述硫源为硫代乙酰胺、硫脲中的一种，所述第二水热反应在反应釜中进行，所述第二水热反应时间为3～24h，优选地所述水热反应时间为12～24h，所述水热反应温度为120～220℃，优选地所述水热反应温度为140～180℃。优选条件下，VS4能够很好地负载于改性多级孔石墨化碳表面，且VS4的结晶度会很好。第二水热反应后进行分离、清洗、烘干，得到VS4/多级孔石墨化碳复合材料。
本发明还提供一种VS4/多级孔石墨化碳复合材料，所述VS4/多级孔石墨化碳复合材料由上述的制备方法制得。
本发明还提供一种锂硫电池正极材料，按照质量百分比计，所述锂硫电池正极材料包括：10～39wt％VS4/多级孔石墨化碳复合材料，60～80wt％硫，5～10wt％导电剂及5～10wt％粘接剂。所述硫为升华硫。进一步地，所述导电剂为CNT、 Super P、KB、乙炔黑及石墨烯中的一种或两种，所述粘接剂为聚丙烯腈、PVDF、 CMC、LA-132中的一种。
按上述比例将VS4/多级孔石墨化碳复合材料、升华硫，导电剂，粘接剂进行共混，搅拌制浆，用刮刀涂布在铝箔的一面或两面，先在鼓风烘箱烘一段时间，去掉大部分的溶剂，然后再转移至真空烘箱中烘干，用作锂硫电池的正极片。
本发明还提供一种锂硫电芯，所述锂硫电芯包括如上所述的正极片、负极片、电解液、隔离膜以及包装袋，所述隔离膜置于所述负极片与所述正极片之间，所述包装袋用铝塑膜复合材料制作，所述负极片、所述正极片及所述隔离膜制成的裸电芯置于所述包装袋内。
本发明还提供一种锂硫电池包，所述锂硫电池包包括如上所述的锂硫电芯。
本发明还将上述的锂硫电池包应用于无人机、便携式设备、新能源电动车等领域。
将CoS2负载于多级孔石墨化碳也有研究，引入CoS2的锂硫电池首次和第二圈的克容量达到1261mAh/g和1181mAh/g；而本发明在多级孔石墨化碳的表面负载VS4，负载了VS4的锂硫电池首次和第二圈的克容量分别可达到1451mAh/g 和1263mAh/g，克容量的提高，单位面积/质量的电池的能量密度提高。另外，对于多级孔石墨化碳，通过水热反应生成CoS2和VS4的反应机理是不一样的，在多级孔石墨化碳上生成CoS2，其通过嫁接氧化的功能团(-OH或—COOH) 只是为了能在水性的溶剂中更好的分散，使合成CoS2更均匀的覆载在上面，而在多级孔石墨化碳上生成VS4，在多级孔石墨化碳上嫁接功能团，一方面也是为了能够让其在水性溶剂中更好的分散，另外一方面是通过嫁接的功能团(-OH 或-COOH)和VS4的反应原料(如钒酸钠和硫代乙酰胺)发生反应，生成还原性的多孔碳材料，增加复合材料的导电性。
值得说明的是，本发明使用的多级孔石墨化碳不同于石墨烯，(1)多级孔石墨化碳与石墨烯虽互为同素异形体，两者是都由碳原子构成的单质，但碳原子的排列方式不同，石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜，是一种只有一个原子层厚度的准二维材料，所以也叫做单原子层石墨。本文中的多孔碳是属于多层石墨化碳，具有微孔、介孔和大孔，多级孔碳的比表面积为1981～2400m2/g，总孔体积为1.72～2.24cm3/g，相比单层石墨烯表面，孔的存在促进了物质运输效率的提高，特别是不同级别的孔可以起到筛分不同尺寸的离子/分子的作用。更重要的是，孔的引入还有效地打开了能带隙，增加更多反应的活性点；(2)多级孔石墨化碳有别于二维石墨烯的性质来源于纳米孔的引入。以氧化还原法制备石墨烯为例，在还原的过程中，表面的含氧官能团也随之被去除，片层间的静电斥力降低，导致石墨烯很容易发生团聚，这种团聚不仅降低比表面积，还会阻碍其他物质如电解质离子进入到石墨烯片层中，且二维平面的材料，对充放电过程中硫的溶出或硫体积变化没有抑制作用。而多级孔石墨化碳由于面内不同尺寸孔的引入，避免了团聚造成的不利影响，介孔和大孔可以促进物质的渗透和输运，而微孔则有利于比表面积的提高，纳米孔结构的引入，使得多级孔石墨化碳具有高的比表面积、丰富的传质通道、可调控的能带隙、高的孔边缘活性、透气性、良好的机械稳定性以及生物化学传感等特性。综上所述，虽然这两种物质都是以碳元素组成，但两个物质的结构是完全不相同。本领域技术人员熟知，结构决定性质，不同的结构，其在电化学反应中，其表现的性能就不一样。
大量的实验表明，过渡金属硫化物VS4由于其有较高的导电性和对多硫化物有较强的化学吸附被诸多学者用来改善锂硫电池的性能，但目前VS4普遍存在制备工艺复杂、产率低和杂质含量高等问题而无法被广泛使用于锂硫电池的正极。本发明通过嫁接氧化的功能团(-OH或—COOH)，在其辅助的作用下水热反应可以得到S含量更高的VS4，而功能化的材料在此过程中还原成还原性的碳，增加复合材料的导电性，这种结构设计，结合两者材料的优点，从而使电极材料在转换反应中获得更好的容量，表现出更优的储锂能力。
附图说明
图1是本发明实施例1所制备的VS4/多级孔石墨化碳复合材料的XRD图谱。
图2是本发明实施例1所制备的VS4/多级孔石墨化碳复合材料的SEM照片。
图3是本发明实施例1所制备的VS4/多级孔石墨化碳复合材料正极首圈和第二圈充放电曲线图。
图4是本发明实施例1所制备的VS4/多级孔石墨化碳复合材料正极及对比案例1在0.5C下的循环性能图。
图5是本发明实施例1所制备的VS4/多级孔石墨化碳复合材料正极及对比案例1在不同电流密度下的性能图。
具体实施方式
本文所公开的“范围”以下限和上限的形式。可以分别为一个或多个下限，和一个或多个上限。给定范围是通过选定一个下限和一个上限进行限定的。选定的下限和上限限定了特别范围的边界。所有可以这种方式进行限定的范围是包含和可组合的，即任何下限可以与任何上限组合形成一个范围。例如，针对特定参数列出了60-120和80-110的范围，理解为60-110和80-120的范围也是预料到的。此外，如果列出的最小范围值1和2，和如果列出了最大范围值3，4 和5，则下面的范围可全部预料到：1-3、1-4、1-5、2-3、2-4和2-5。在本发明中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有实施方式以及优选实施方式可以相互组合形成新的技术方案。
在本发明中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有技术特征以及优选特征可以相互组合形成新的技术方案。
在本发明中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有步骤可以顺序进行，也可以随机进行，但是优选是顺序进行的。
实施例中，如无特别说明，所用技术手段为本领域常规的技术手段。
在实施例1～8及对比例1～3中：
所述多级孔石墨化碳的制备主要参考专利CN106927451A的制备方法，具体操作步骤如下：
1、将50g预处理后的离子交换树脂加入到200ml浓度为0.2mol/L的氯化钴水溶液中，搅拌2小时后放入80℃水浴搅拌蒸干，再经80℃鼓风干燥12小时，粉碎后得到吸附钴离子的树脂；
2、将100g氢氧化钾溶于400ml无水乙醇形成氢氧化钾/乙醇溶液，将步骤 1所得产物加入到氢氧化钾/乙醇，氢氧化钙/水溶液中，放入80℃油浴搅拌蒸发，待混合物呈浆糊状，80℃干燥后再次粉碎；
3、将步骤2所得产物在氮气气氛中以2℃/分钟速率升至800℃并保温2小时，自然降温至室温；
4、将步骤3所得产物用1mol/L的盐酸溶液浸泡36小时，过滤，60℃干燥 36小时，继续150℃干燥8小时，即得到多级孔石墨化碳。
实施案例1：
称取150mg的多级孔石墨化碳，转移到160ml 2mol/L的氢氧化钠溶液中，超声分散1h，然后转移到200mL的水热反应釜中，在140℃的真空烘箱中反应 3h，再将所得的物质用去离子水清洗至pH＝7，放入80℃的烘箱中，烘干得改性多级孔石墨化碳。
取上述改性多级孔石墨化碳100mg，分散在40ml乙二醇溶液中，在45℃的温度下超声1h，依次加入正钒酸钠、硫代乙酰胺，使硫元素与钒元素的摩尔比 S/V＝5，转移到50ml的反应釜中，水热温度160℃，反应12h。将所得物质用去离子水，乙醇抽滤清洗三次，在80℃的真空烘箱中，烘烤12h。
将上述所得物质与升华硫，SuperP,粘接剂PAN以(wt％＝25:60:5:10)的比例进行匀浆，然后将配置好的浆料涂覆在铝箔上，载量控制在1.0-2.0mg/cm2，在 55℃的真空烘箱中烘干，将所得正极片在手套箱中组装成扣式电池并进行电化学测试。
为了对上述VS4/多级孔石墨化碳复合材料进行结构和形貌分析，对实施案例1VS4/多级孔石墨化碳复合材料进行了表征。XRD图谱(图1)表明复合材料包含VS4晶体的XRD峰。从SEM照片(图2)可看出，多级孔石墨化碳基体上均匀分布了直径为100-200nm的VS4的颗粒。以上表征结果说明，纳米级VS4成功均匀负载在多级孔石墨化碳基体上。
实施例1所制备的VS4/多级孔石墨化碳复合材料作为硫载体应用于锂硫电芯表现出优异的电化学性能。该正极在0.1C(1C＝1675mAh/g)电流密度下首次和第二次放电比容量分别为1451mAh/g和1263mAh/g(图3)。
实施案例2：
与实施案例1相比，区别在于多级孔石墨化碳功能化时选用的是硫酸，其他步骤与实施案例1一致。
实施案例3：
与实施案例1相比，区别在于合成多级孔石墨化碳/VS4复合材料时所用的溶剂为去离子水，其他步骤与实施案例1一致。
实施案例4：
与实施案例1相比，区别在于制备正极极片时所用粘接剂为LA-132，其他步骤与实施案例1一致。
实施案例5：
与实施案例1相比，区别在于合成多级孔石墨化碳/VS4复合材料所需的反应温度为220℃，其他步骤与实施案例1一致。
实施案例6：
与实施案例1相比，区别在于合成多级孔石墨化碳/VS4复合材料所需的反应温度为120℃，其他步骤与实施案例1一致。
实施案例7：
与实施案例1相比，区别在于合成多级孔石墨化碳/VS4复合材料所需的反应时间为3h，其他步骤与实施案例1一致。
实施案例8：
与实施案例1相比，区别在于合成多级孔石墨化碳/VS4复合材料所需的反应时间为24h，其他步骤与实施案例1一致。
实施案例2～8表现的优异性能与实施案例1无显著性差异。
同时，为了说明本发明复合电极结构设计的优势，发明人还进行了如下对比试验：
对比案例1：
将多级孔石墨化碳与实施案例1一致的比例制备正极片，进行测试。该极片性能如图4，5所示，无论是在循环稳定性还是不同电流密度下的性能，负载 VS4的电池，都比没有负载的要好。其原因归结为未经任何处理的多级孔石墨化碳材料对于多硫化物的吸附作用较弱，物理吸附是不足的。
对比案例2：
将多级孔石墨化碳改性后与实施案例1一致的比例制备正极片，进行测试。结论为低倍率下循环稳定性较好，仍比不上VS4/多级孔石墨化碳复合材料制备的正极片，高倍率下克容量较低。原因可归结为改性的多级孔石墨化碳导电性较差，影响容量发挥，同时羟基羧基对于多硫化物的吸附作用较弱。
对比案例3：
与实施案例1相比，不加入多级孔石墨化碳，直接合成VS4材料，然后按同样比例进行正极片制备及测试。测试的容量较低，循环稳定性较好。原因可归结为无大比表面积多级孔石墨化碳作为载体，VS4合成过程中易团聚，且大颗粒比表面积过小，反应界面较少，不利于硫化锂的沉积及体积膨胀。但是VS4具有较好的吸附性，所以在低容量下循环性能较好。
与现有技术相比，VS4/多级孔石墨化碳复合材料有以下几个优点：1).该复合材料具有大的比表面积和多孔的结构，可以负载更多的硫，提高硫的载量；2). 该复合材料中的多级孔石墨化碳和VS4都具有良好的导电性，提高电极的导电性能；3).该复合材料中多级孔石墨化碳提供物理吸附，VS4提供化学吸附，两者相结合有利于更好地吸附多硫化物，抑制多硫化物的穿梭；4).VS4具有“等硫体”的特性，在锂硫电池的充放电区间，可以贡献容量，可当电极的活性物质，提高电极活性物质的占比。VS4颗粒均匀负载在多级孔石墨化碳的表面，形成 VS4/多级孔石墨化碳复合材料。所述复合材料制备步骤简单且产率较高，应用于锂硫电池中电化学性能较好，与没有添加VS4的正极材料相比，性能明显提高。过渡金属硫化物VS4一方面具有很好的导电性，加快反应的动力学；另一方面 VS4能够很好抑制多硫化物的穿梭，从而提高了锂硫电池的循环稳定性。
以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (12)
1.一种VS4/多级孔石墨化碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括步骤：
提供多级孔石墨化碳；
改性所述多级孔石墨化碳，将所述多级孔石墨化碳分散在强酸溶液中，使所述多级孔石墨化碳连接上羧基或将所述多级孔石墨化碳分散在强碱溶液中，使所述多级孔石墨化碳连接上羟基，得到改性多级孔石墨化碳，将所述改性多级孔石墨化碳清洗至中性后进行干燥；以及
负载VS4，将所述改性多级孔石墨化碳分散在溶剂中，加入钒源和硫源，进行第二水热反应制得VS4/多级孔石墨化碳复合材料。
2.如权利要求1所述的VS4/多级孔石墨化碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述强碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化锌中的一种或多种，所述强碱优选氢氧化钠，所述强酸为硫酸、盐酸、硝酸中的一种或多种，所述强酸优选硫酸，所述强酸和所述强碱的浓度为0.5～6mol/L，优选地为2～6mol/L。
3.如权利要求1所述的VS4/多级孔石墨化碳复合材料的制备方法，其特征在于，使所述多级孔石墨化碳连接上羧基或羟基的方式为：将分散于强酸或强碱溶液中的所述多级孔石墨化碳转移到反应釜中进行第一水热反应，从而使所述多级孔石墨化碳连接上羧基或羟基，所述第一水热反应的时间为3～48h，优选为6～12h，所述第一水热反应的温度为120～220℃，优选为140～180℃。
4.如权利要求1所述的VS4/多级孔石墨化碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述溶剂为去离子水、乙二醇、甲醇、乙醇、丙三醇中的一种或多种，所述改性多级孔石墨化碳通过超声的方式分散在所述溶剂中，超声的时间为0.5～2h，优选为1～2h，超声温度25～45℃，优选为35～45℃。
5.如权利要求1所述的VS4/多级孔石墨化碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述钒源为Na3VO4、NaVO3、NH4VO3、V2O5中的一种，所述硫源为硫代乙酰胺、硫脲中的一种，所述第二水热反应在反应釜中进行，所述第二水热反应时间为3～24h，优选地所述水热反应时间为12～24h，所述水热反应温度为120～220℃，优选地所述水热反应温度为140～180℃。
6.一种VS4/多级孔石墨化碳复合材料，其特征在于，所述VS4/多级孔石墨化碳复合材料由权利要求1～5任一项所述的制备方法制得。
7.一种锂硫电池正极材料，其特征在于，按照质量百分比计，所述锂硫电池正极材料包括：
8.如权利要求7所述的锂硫电池正极材料，其特征在于，所述导电剂为CNT、Super P、KB、乙炔黑及石墨烯中的一种或两种，所述粘接剂为聚丙烯腈、PVDF、CMC、LA-132中的一种。
9.一种锂硫电池正极片，其特征在于，所述正极片包括正极集流体以及锂硫电池正极材料，所述锂硫电池正极材料置于所述正极集流体的一面或两面，所述锂硫电池正极材料如权利要求7～8任一项所述。
10.一种锂硫电芯，其特征在于，所述锂硫电芯包括：
如权利要求9所述的正极片；
负极片；
隔离膜，所述隔离膜置于所述负极片与所述正极片之间；以及
包装袋，所述包装袋用铝塑膜复合材料制作，所述负极片、所述正极片及所述隔离膜制成的裸电芯置于所述包装袋内。
11.一种锂硫电池包，其特征在于，所述锂硫电池包包括如权利要求10所述的锂硫电芯。
12.将权利要求11所述的锂硫电池包应用于无人机、便携式设备及新能源电动车。
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