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CN114464787A - 一种多维包覆翠绿亚胺基聚合物的锂硫电池正极材料及其制备方法 - Google Patents

一种多维包覆翠绿亚胺基聚合物的锂硫电池正极材料及其制备方法 Download PDF

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CN114464787A
CN114464787A CN202210019036.9A CN202210019036A CN114464787A CN 114464787 A CN114464787 A CN 114464787A CN 202210019036 A CN202210019036 A CN 202210019036A CN 114464787 A CN114464787 A CN 114464787A
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lithium
sulfur
positive electrode
electrode material
carbon
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CN202210019036.9A
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陈人杰
张楠祥
赵腾
冯涛
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Beijing Institute of Technology BIT
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Beijing Institute of Technology BIT
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Abstract

本发明涉及一种多维包覆翠绿亚胺基聚合物的锂硫电池正极材料及其制备方法，属于电池材料技术领域。本发明所述的锂硫电池正极材料由多维碳骨架结构及其表面和内部孔道附着的单质硫和外层包裹的翠绿亚胺基聚合物组成，构筑的点、线、面碳骨架结构可以有效地改善和增强复合正极材料的导电性，强化电子的快速输运，进而保证硫的高利用率；另一方面，翠绿亚胺基聚合物包覆层不仅可提供额外的电子传输路径，且能缓解正极材料的体积变化，有效抑制飞梭效应，保证了锂硫电池的高能量密度和长循环寿命。本发明中制备所述锂硫正极材料的方法工艺简单、成本低且易于规模化生产。

Description

一种多维包覆翠绿亚胺基聚合物的锂硫电池正极材料及其制 备方法
技术领域
本发明涉及一种用于锂硫电池的高比能正极材料及其制备方法，属于电池材料技术领域。
背景技术
发展清洁可再生、高效能源材料以实现“碳达峰”和“碳中和”是我国社会经济发展的重大战略，已被列为国家中长期科技发展规划纲要中重点和优先发展的方向。在先进能源技术领域，面对国家一系列的重大需求(如新能源汽车、光伏工程、储能电站、信息通讯、国防军事、航空航天等)，新型二次电池是能量转换与储存的关键技术环节。二次电池的发展已有一百五十年的历史，从铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池到锂离子电池、锂硫电池，其发展历程主要体现在提高能量密度，强化环境友好和资源可循环利用方面。与目前常用的如铅酸、镍镉、锂离子等二次电池相比，锂硫电池在能量密度和环境友好方面具有显著的优势。锂硫电池以金属锂为负极，以单质硫或有机多硫化物为正极，理论比能量可达2600Wh/kg，远高于目前商用的锂离子二次电池，有利于电池的小型化、轻量化；锂硫电池同时具有自放电率低的特点，适于长期保存和使用；更为重要的是，锂硫电池正极活性材料储量大，廉价易得，对环境友善，没有污染。然而，到目前为止，锂硫电池的实用化还存在较多问题，其综合性能还无法满足电动汽车的要求。锂硫电池的问题包括：(i)硫及其还原产物(Li2S2/Li2S)的绝缘性质(导致硫的利用率较低)；(ii)多硫化物的溶解(导致穿梭效应)。上述问题会导致正极中活性物质利用率的降低，从而降低电池的放电容量；发生正极和负极之间的多硫化物穿梭效应，从而引起严重的过充电、锂负极的腐蚀和电解液的消耗。此外，自放电对于锂硫电池来说是不可避免的问题，正极活性材料在无特殊处理的情况下，即使静止时，硫也会溶解到电解液中，随后产生的长链多硫化物可迁移到负极并与锂反应，进而导致锂硫电池开路电压降低。
研究表明，采用多孔结构的碳材料和活性物质硫制备碳/硫复合材料可以改善硫的导电性，进而提高锂硫电池的性能。利用导电材料包覆正极活性物质形成核壳结构，抑制多硫化物的溶解和扩散，从而可以抑制穿梭效应，改善锂硫电池的循环稳定性。然而，目前报道的各种材料并不能彻底解决锂硫电池存在的问题，且在制备工艺上大多比较复杂。利用核壳结构来制备锂硫电池正极材料，是抑制锂硫电池穿梭效应的有效途径，虽然在一定程度上改善了锂硫电池的性能，但普遍存在的缺点是：电池的电化学性能不稳定，大倍率放电性能较差，多硫化物的穿梭效应依旧明显，操作难度大，生产成本高等。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的之一在于提供一种多维包覆翠绿亚胺基聚合物的锂硫电池正极材料，该材料具有典型的核壳结构，不仅能够容纳并限制多硫化物，有效抑制穿梭效应，还可以储存电解液，保证了锂硫电池在大倍率下的良好性能；而且该材料在合成过程中通过精确控制反应条件所形成的聚苯胺具有较高的导电性，进而可以保证活性物质硫的高利用率，提高锂硫电池的能量密度。
本发明的目的之二在于提供一种多维包覆翠绿亚胺基聚合物的锂硫电池正极材料的制备方法，该方法工艺简单、成本低、易规模化生产。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种多维包覆翠绿亚胺基聚合物的锂硫电池正极材料，所述材料由多维碳骨架及其表面和内部附着的硫和聚苯胺包覆层组成。
所述碳骨架结构是通过定制不同维度(点、线、面)的碳材料得到的；
所述活性物质硫(S)是通过化学氧化还原反应得到的；
所属聚苯胺是通过精确控制反应条件以苯胺为原料得到的。
其中，碳骨架的质量分数为5％～30％，苯胺的质量分数为1％～5％。
本发明所述翠绿亚胺基导电聚苯胺包覆的锂硫正极材料的制备方法，具体制备步骤如下：
(1)将一共10.0～20.0g的零维碳颗粒(如科琴黑、卡博碳、CMK3等)及一维碳管(如多壁碳纳米管、单壁碳纳米管等)和二维石墨烯(如还原氧化石墨烯)置于烧杯中，加入500～1500mL乙醇，300～600mL H2O，在超声条件下搅拌混匀。
(2)往步骤(1)中的分散液中加入10～30mL磷酸，并把整个反应装置置于的水浴中保温。随后继续往烧杯中加入20～50mL的苯胺溶液，并搅拌混匀。
(3)将8.0～25.0g过硫酸铵置于烧杯中，加入200～500mL H2O充分搅拌溶解。随后使用蠕动泵将过该硫酸铵溶液泵入到步骤(2)中分散有碳粉的烧杯中。然后再往该分散体系中加入体积分数为50～90％的乙醇溶液2～5L，并保持搅拌。
(4)称取300～500g的Na2S·9H2O置于适当容器中，加入5～15L H2O搅拌溶解；随后称取100～300g硫粉(S)加入到上述Na2S溶液中，搅拌充分溶解。
(5)取300～500mL的浓盐酸并加入600～1000mL H2O充分搅拌溶解。
(6)同时将步骤(4)和步骤(5)中的两种溶液泵入到步骤(3)中分散有碳粉的体系中进行反应，同时使用水浴控制反应体系温度。
(7)反应完成后，对反应体系分散液进行过滤，弃去滤液，保留滤饼。随后对滤饼进行充分洗涤，直至滤液为中性为止。
(8)把洗至中性的滤饼置于烧杯中，然后往烧杯中加入乙醇溶液，充分搅拌分散；同时称取100～150g PVP(K-30或者K-50)置于烧杯中，加入300～600mL H2O在40～60℃水浴中搅拌溶解。
(9)把步骤(8)中溶解完全的PVP溶液直接加入到分散有中性滤饼的烧杯中，并再次搅拌分散。同时在搅拌状态下，往该体系中加入100～150mL浓磷酸以及合适体积的苯胺，同时用水浴控制体系温度。
(10)称取15～25g的过硫酸铵置于烧杯中，加入200～300mL的H2O充分搅拌溶解。随后在搅拌状态下将该过硫酸铵溶液泵入到步骤(9)中的分散液里，并使其充分反应，整个反应过程中使用水浴对反应体系进行精确控温。
(11)过滤反应完成后的分散体系，弃去滤液，保留滤饼。随后对滤饼进行充分洗涤，直至滤液pH为6左右。最后把洗涤至中性的滤饼转移至50～80℃烘箱中真空干燥一周左右即可得到目标材料(一种多维包覆翠绿亚胺基聚合物的锂硫电池正极材料)。
进一步地，步骤(2)中水浴温度为0～50℃。
进一步地，步骤(3)中，过硫酸铵溶液的泵加速率为250～500μL/min。
进一步地，步骤(6)中，步骤(4)和步骤(5)两种溶液泵加的速率分别为：300～500μL/min以及3000～5000μL/min，反应体系水浴温度为0～50℃。
进一步地，步骤(8)中，加入体积分数为30～80％乙醇3～5L。
进一步地，步骤(9)中，加入苯胺的体积为5～30mL，步骤(9)和步骤(10)中水浴温度为0～50℃。
进一步地，步骤(10)中，过硫酸铵溶液的泵加速率为300～500μL/min。
有益效果：
(1)本发明所述正极材料中的多维度碳骨架，具有良好的导电性和结构稳定性，其多维度的组合结构不仅具有优异的导电性进而充分提高了活性物质硫的利用率，还能容纳和吸附从正极溶出的多硫化物，限制其向锂负极的迁移，有效抑制穿梭效应，而且多维度组合结构所具有的空腔具有储存电解液的功能，保证了锂硫电池在大倍率条件下的良好性能；
(2)本发明所述正极材料表面包覆的导电聚合物具有优异的导电性能及出色的溶胀能力，其与活性物质形成的核壳结构能够在保证硫高利用率的同时抑制正极材料的体积变化，进而保证正极结构的稳定性。与此同时，该包裹层还能抑制多硫化物的溶出，从而能够有效抑制穿梭效应；最后，该包裹层的溶胀能力使其具有优异的电解液吸收性质，进而能够保证活性物质与电解液的充分接触，提高锂硫电池的活性物质利用率和循环稳定性；
(3)本发明所述正极材料的制备过程中，为了实现材料多维度、全方位的导电性，精细选取了不同维度的碳材料作为正极骨架材料。为了避免聚合物包覆层的弱导电性和差溶胀性，进而失去其导电能力和抑制体积变化的能力，所以对聚合物包覆层的聚合温度及反应环境进行了精确控制，以保证其在具有高导电性的同时具有较好的溶胀能力，从而提高活性物质的利用率并抑制正极体积的变化，以满足在锂硫电池中应用的要求；本发明所述方法工艺简单、成本低且非常易于规模化生产。
附图说明
图1为实施例1中制备的一种多维包覆翠绿亚胺基聚合物的锂硫电池正极材料的扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)图。
图2为基于实施例1中制备的多维度翠绿亚胺基导电聚苯胺包覆锂硫电池正极材料组装的软包装锂硫电池的充放电曲线图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步阐述，其中，所述方法如无特别说明均为常规方法，所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径获得。
以下实施例中所涉及的主要试剂及仪器信息详见表1。
表1
Figure BDA0003461712030000041
以下实施例中锂硫软包装电池的组装及测试方法：以制备的多维包覆翠绿亚胺基聚合物的锂硫电池正极材料作为正极，以金属锂带作为负极，电解液由1mol/L的双三氟甲基磺酸酰亚胺锂、0.2mol/L的LiNO3以及体积比为1:1的乙二醇二甲醚与1,3-二氧戊环的混合溶剂组成，在干燥间中通过叠片的方式组装成容量为12Ah的锂硫软包装电池；采用新威电池测试系统对所组装的锂硫软包装电池进行电化学性能测试，测试温度为30℃，测试电压区间为1.8V～2.6V，测试充电容量上限为15Ah。
实施例1
(1)取6g的科琴黑碳颗粒，3g的单壁碳纳米管以及1g还原氧化石墨烯片置于烧杯中，加入500mL无水乙醇，300mL H2O，搅拌分散并间断超声(防止过热)。
(2)往步骤(1)中的分散液中加入20mL磷酸，并把整个反应装置置于的5℃水浴中保温。随后继续往烧杯中加入10mL的苯胺溶液，并搅拌混匀。
(3)将15g过硫酸铵置于烧杯中，加入500mL H2O充分搅拌溶解。随后使用蠕动泵将过该硫酸铵溶液泵入到步骤(2)中分散有碳粉的烧杯中。然后再往该分散体系中加入体积分数为50％的乙醇溶液3L，并保持搅拌。
(4)称取480g的Na2S·9H2O置于适当容器中，加入15L H2O搅拌溶解。随后称取200g硫粉(S)加入到上述Na2S溶液中，搅拌充分溶解。
(5)取300mL的浓盐酸并加入700mL H2O充分搅拌溶解。
(6)同时将步骤(4)和步骤(5)中的两种溶液分别以383μL/min以及4165μL/min的速率泵入到步骤(3)中分散有碳粉的体系中进行反应，同时使用水浴控制反应体系温度为5℃
(7)反应完成后，对反应体系分散液进行过滤，弃去滤液，保留滤饼。随后对滤饼进行充分洗涤，直至滤液为中性为止，此时测试滤液pH为6左右。
(8)把洗至中性的滤饼置于烧杯中，然后往烧杯中加入2L体积分数为75％乙醇溶液，充分搅拌分散；同时称取120g PVP K-30置于烧杯中，加入500mL H2O在60℃水浴中搅拌溶解。
(9)把步骤(8)中溶解完全的PVP溶液直接加入到分散有中性滤饼的烧杯中，并再次搅拌分散。同时在搅拌状态下，往该体系中加入100mL磷酸以及12mL苯胺，同时用水浴控制体系温度为5℃。
(10)称取25g的过硫酸铵置于烧杯中，加入250mL的H2O充分搅拌溶解。随后在搅拌状态下将该过硫酸铵溶液以335μL/min的速率泵入到步骤(9)中的分散液里，并使其充分反应，整个反应过程中使用水浴对将反应体系温度控制在5℃。
(11)过滤反应完成后的分散体系，弃去滤液，保留滤饼。随后对滤饼进行充分洗涤，直至滤液pH为6左右。最后把洗涤至中性的滤饼转移至60℃烘箱中真空干燥一周，最后得到目标材料：一种翠绿亚胺基导电聚苯胺包覆锂硫电池正极材料，随后对干燥后的材料进行破碎研磨即得可直接使用的正极材料。
由图1中的SEM及TEM图可知，所制备的翠绿亚胺基导电聚苯胺包覆锂硫电池正极材料具有三级骨架结构(一级骨架结构为吸附有硫的碳颗粒，随后这些附有硫的碳颗粒再由碳纳米管所连接构成一个线型导电结构，最后这些碳纳米管附着在二维石墨烯片上组成导电面)，该骨架结构具有全面的多维度的导电性质，进而保证了骨架结构上所附着的活性物质硫具有较高的利用率；此外整个材料外表面由一层导电聚苯胺所包覆，该聚合物包覆层具有高的导电性以及收缩性，可以有效缓解正极材料的体积变化，并抑制多硫化物的溶出，防止其发生穿梭效应，进而提高电池的稳定性和寿命。由热重测试可知，所制备的翠绿亚胺基导电聚苯胺包覆锂硫电池正极材料中硫的含量为88wt％，碳的含量为10wt％，聚苯胺的含量为2wt％。
组装两个锂硫软包装电池，区别仅在于：一个正极使用多维包覆翠绿亚胺基聚合物的锂硫电池正极材料，另一个使用普通硫碳混合正极(硫粉占比88wt％。碳粉占比12wt％)。两个锂硫电池在0.02C下循环6周。根据图2的测试结果可知，在0.02C倍率下，使用聚苯胺包覆正极材料的软包电池其首周放电比容量可达1180mAh/g，电池比能量可达550Wh/kg，而使用常规正极材料的锂硫软包电池，其首周放电比容量仅为800mAh/g，电池比能量为356Wh/kg。在后5周的循环测试中，使用聚苯胺包覆正极材料的软包电池其放电比能量仍然远高于使用普通正极材料的软包装锂硫电池。这说明，一种多维包覆翠绿亚胺基聚合物的锂硫电池正极材料在锂硫软包装电池中具有优异的性能，可以显著提地高锂硫软包装电池的能量密度。
实施例2
在实施例1的基础上，除了将实施例1步骤(1)中的多维度碳材料改为单纯的科琴黑碳颗粒外，其余步骤及条件与实施例1完全相同，制备得到翠绿亚胺基导电聚苯胺包覆锂硫电池正极材料。
由SEM测试结果可知，本实施例所制备的锂硫正极材料其骨架结构仅由碳颗粒即科琴黑所组成，骨架结构表面及其内部孔道附着有活性物质硫，因此活性颗粒是碳和硫的复合结构。此外整个材料颗粒外表面由一层聚苯胺所包覆，该聚合物包覆层具有高的导电性以及收缩性，可以有效缓解正极材料的体积变化，并抑制多硫化物的溶出，防止其发生穿梭效应，进而提高电池的稳定性和寿命。由热重测试可知，所制备的翠绿亚胺基导电聚苯胺包覆锂硫电池正极材料中硫的含量86wt％，碳的含量为11wt％，聚合物(聚苯胺)的含量为3wt％。
组装两个锂硫软包装电池，区别仅在于：一个正极使用翠绿亚胺基导电聚苯胺包覆锂硫电池正极材料(骨架为科琴黑碳颗粒)，另一个使用普通硫碳混合正极(硫粉占比88wt％。碳粉占比12wt％)。两个锂硫电池在0.02C下循环6周。根据测试结果可知，在0.02C倍率下，使用聚苯胺包覆正极材料的软包电池其首周放电比容量可达1000mAh/g，电池比能量可达465Wh/kg，而使用常规正极材料的锂硫软包电池，其首周放电比容量仅为800mAh/g，电池比能量仅为356Wh/kg。在后5周的循环测试中，使用聚苯胺包覆正极材料的软包电池其放电比能量仍然远高于使用普通正极材料的软包装锂硫电池。这说明，翠绿亚胺基导电聚苯胺包覆锂硫电池正极材料在锂硫软包装电池中具有优异的性能，可以提高锂硫软包装电池的能量密度。
实施例3
在实施例1的基础上，除了将实施例1步骤(2)、(6)、(9)、(10)中的水浴温度由5℃改为0℃外，其余步骤及条件与实施例1完全相同，制备得到聚苯胺包覆锂硫电池正极材料。
由SEM及TEM表征可知，所制备的聚苯胺包覆锂硫电池正极材料具有三级骨架结构(先是吸附有硫的碳颗粒，然后这些碳颗粒有碳纳米管所连接构成一个线型导电结构，最后是这些碳纳米管附着在二维石墨烯片上组成导电面)，该骨架结构具有全面的多维度的导电性质，进而保证骨架结构上所附着的活性物质硫具有高的利用率；此外整个材料颗粒外表面由一层聚苯胺所包覆，该聚合物包覆层具有较高的及收缩性，可以有效缓解正极材料的体积变化，并抑制多硫化物的溶出，防止其发生穿梭效应，进而提高电池的稳定性和寿命。由热重测试可知，所制备的锂硫电池正极材料中硫的含量87wt％，碳的含量为10wt％，聚合物(聚苯胺)的含量为3wt％。
组装两个锂硫软包装电池，区别仅在于：一个正极使用实施例3所制备的锂硫电池正极材料，另一个使用普通硫碳混合正极(硫粉占比88％。碳粉占比12％)。两个锂硫电池在0.02C下循环6周。根据图2的测试结果可知，在0.02C倍率下，使用聚苯胺包覆正极材料的软包电池其首周放电比容量为935mAh/g，电池比能量可达436Wh/kg，而使用常规正极材料的锂硫软包电池，其首周放电比容量仅为800mAh/g，电池比能量仅为356Wh/kg。在后5周的循环测试中，使用聚苯胺包覆正极材料的软包电池其放电比能量仍然远高于使用普通正极材料的软包装锂硫电池。这说明，聚苯胺包覆锂硫电池正极材料在锂硫软包装电池中具有优异的性能，可以提高锂硫软包装电池的能量密度。
实施例4
在实施例1的基础上，除了将实施例1步骤(2)、(6)、(9)、(10)中的水浴温度由5℃改为30℃外，其余步骤及条件与实施例1完全相同，制备得到聚苯胺包覆锂硫电池正极材料。
由SEM及TEM表征可知，所制备的聚苯胺包覆锂硫电池正极材料具有三级骨架结构(先是吸附有硫的碳颗粒，然后这些碳颗粒有碳纳米管所连接构成一个导电线，最后是这些碳纳米管附着在二维石墨烯片上组成导电面)，该骨架结构具有全面的多维度的导电性质，进而保证骨架结构上所附着的活性物质硫具有高的利用率；此外整个材料颗粒外表面由一层聚苯胺所包覆，该聚合物包覆层具有较高的收缩性。由热重测试可知，所制备的锂硫电池正极材料中硫的含量88wt％，碳的含量为11wt％，聚合物(聚苯胺)的含量为1wt％。
组装两个锂硫软包装电池，区别仅在于：一个正极使用实施例4所制备的锂硫电池正极材料，另一个使用普通硫碳混合正极(硫粉占比88wt％。碳粉占比12wt％)。两个锂硫电池在0.02C下循环6周。根据图2的测试结果可知，在0.02C倍率下，使用聚苯胺包覆正极材料的软包电池其首周放电比容量为872mAh/g，电池比能量可达406Wh/kg，而使用常规正极材料的锂硫软包电池，其首周放电比容量仅为800mAh/g，电池比能量仅为356Wh/kg。在后5周的循环测试中，使用聚苯胺包覆正极材料的软包电池其放电比能量仍然高于使用普通正极材料的软包装锂硫电池。这说明，聚苯胺包覆锂硫电池正极材料在锂硫软包装电池中具有较好的性能，可以提高锂硫软包装电池的能量密度。
实施例5
在实施例1的基础上，除了将实施例1步骤(2)、(6)、(9)、(10)中的水浴温度由5℃改为50℃外，其余步骤及条件与实施例1完全相同，制备得到聚苯胺包覆锂硫电池正极材料。
由SEM及TEM表征可知，所制备的聚苯胺包覆锂硫电池正极材料具有三级骨架结构(先是吸附有硫的碳颗粒，然后这些碳颗粒有碳纳米管所连接构成一个导电线，最后是这些碳纳米管附着在二维石墨烯片上组成导电面)，该骨架结构具有全面的多维度的导电性质，进而保证骨架结构上所附着的活性物质硫具有高的利用率；此外整个材料颗粒外表面由一层聚苯胺所包覆，该聚合物包覆层具有较高的及收缩性。由热重测试可知，所制备的锂硫电池正极材料中硫的含量85wt％，碳的含量为10wt％，聚合物(聚苯胺)的含量为5wt％。
组装两个锂硫软包装电池，区别仅在于：一个正极使用实施例4所制备的锂硫电池正极材料，另一个使用普通硫碳混合正极(硫粉占比88％。碳粉占比12％)。两个锂硫电池在0.02C下循环6周。根据图2的测试结果可知，在0.02C倍率下，使用聚苯胺包覆正极材料的软包电池其首周放电比容量为773mAh/g，电池比能量为336Wh/kg，而使用常规正极材料的锂硫软包电池，其首周放电比容量仅为800mAh/g，电池比能量仅为356Wh/kg。在后5周的循环测试中，使用聚苯胺包覆正极材料的软包电池其放电比能量仍然稍低于使用普通正极材料的软包装锂硫电池。这说明，此时的聚苯胺包覆层锂硫电池正极材料在锂硫软包装电池中表现出较差的性能，不利于锂硫电池能量密度的提升。

Claims (10)

1.一种多维包覆翠绿亚胺基聚合物的锂硫电池正极材料，其特征在于：所述正极材料由多维碳骨架及其内部孔道和表面所附着的硫、以及外表面所包裹的一层翠绿亚胺基导电聚苯胺所组成；
所述多维度导电碳骨架结构是通过合理选择并配比碳颗粒、碳管、石墨烯得到的；
所述附着在碳骨架及其内部孔道中的硫是通过控制反应物配比并经化学反应制得的；
所述导电聚苯胺包覆层是由精确控制反应条件得到的；
其中，材料中硫的质量分数为80％～92％，碳质量分数为5％～18％。
2.一种如权利要求1所述的多维包覆翠绿亚胺基聚合物的锂硫电池正极材料及其制备方法，其特征在于，所述方法步骤如下：
(1)将一共10.0～20.0g的0维碳颗粒及一维碳管和二维石墨烯置于烧杯中，加入500～1500ml乙醇，300～600ml H2O，在超声条件下搅拌混匀；
(2)往步骤(1)中的分散液中加入10～30mL磷酸，并把整个反应装置置于的水浴中保温，随后继续往烧杯中加入20～50ml的苯胺溶液，并搅拌混匀；
(3)将8～25.0g过硫酸铵置于烧杯中，加入200～500mL H2O充分搅拌溶解，随后使用蠕动泵将过该硫酸铵溶液泵入到步骤(2)中分散有碳粉的烧杯中，然后再往该分散体系中加入体积分数为50～90％的乙醇溶液2～5L，并保持搅拌；
(4)称取300～500g的Na2S·9H2O置于适当容器中，加入5～15L H2O搅拌溶解，随后称取100～300g硫粉(S)加入到上述Na2S溶液中，搅拌充分溶解；
(5)取300～500mL的浓盐酸并加入600～1000mL H2O充分搅拌溶解；
(6)同时将步骤(4)和步骤(5)中的两种溶液泵入到步骤(3)中分散有碳粉的体系中进行反应，同时使用水浴控制反应体系温度；
(7)反应完成后，对反应体系分散液进行过滤，弃去滤液，保留滤饼，随后对滤饼进行充分洗涤，直至滤液为中性为止；
(8)把洗至中性的滤饼置于烧杯中，然后往烧杯中加入乙醇溶液，充分搅拌分散，同时称取100～150g PVP(K-30或者K-50)置于烧杯中，加入300～600mL H2O在40～60℃水浴中搅拌溶解；
(9)把步骤(8)中溶解完全的PVP溶液直接加入到分散有中性滤饼的烧杯中，并再次搅拌分散，同时在搅拌状态下，往该体系中加入100～150mL浓磷酸以及合适体积的苯胺，同时用水浴控制体系温度；
(10)称取15～25g的过硫酸铵置于烧杯中，加入200～300ml的H2O充分搅拌溶解，随后在搅拌状态下将该过硫酸铵溶液泵入到步骤(9)中的分散液里，并使其充分反应，整个反应过程中使用水浴对反应体系进行精确控温；
(11)过滤反应完成后的分散体系，弃去滤液，保留滤饼，随后对滤饼进行充分洗涤，直至滤液PH为6左右，最后把洗涤至中性的滤饼转移至50～80℃烘箱中真空干燥一周左右即可得到目标材料(一种多维包覆翠绿亚胺基聚合物的锂硫电池正极材料)。
3.根据权利要求2所述的翠绿亚胺基导电聚苯胺包覆的锂硫正极材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，三种不同维度的碳材料其质量分数分别为碳颗粒-(30～60％)，碳管-(20～50％)，石墨烯-(5～15％)；
碳颗粒为卡博碳、科琴黑及CMK-3中的一种或几种，碳管长为0.5～3um，石墨烯为还原氧化石墨烯片，其片径为500nm～1um。
4.根据权利要求2所述的翠绿亚胺基导电聚苯胺包覆的锂硫正极材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，加入磷酸和苯胺的体积比为1：(2～8)，水浴温度为0～50℃。
5.根据权利要求2所述的翠绿亚胺基导电聚苯胺包覆的锂硫正极材料的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，过硫酸铵溶液的浓度为0.02～0.6mol/L，其滴加速率为250～500μL/min。
6.根据权利要求2所述的翠绿亚胺基导电聚苯胺包覆的锂硫正极材料的制备方法，其特征在于：步骤(4)中Na2S·9H2O和硫粉(S)的使用摩尔比为1：(1～6)。
7.根据权利要求2所述的翠绿亚胺基导电聚苯胺包覆的锂硫正极材料的制备方法，其特征在于：步骤(5)和(6)中，所用酸化试剂为盐酸，浓度为2～8mol/L，反应时体系水浴温度为0～50℃，步骤(6)中，盐酸和多硫化钠溶液的滴加速率比值为1：(8～15)。
8.根据权利要求2所述的翠绿亚胺基导电聚苯胺包覆的锂硫正极材料的制备方法，其特征在于：步骤(8)中，所用两亲性质的聚合物为PVP(K-30、K-50)，其浓度为100～300g/L。
9.根据权利要求2所述的翠绿亚胺基导电聚苯胺包覆的锂硫正极材料的制备方法，其特征在于：步骤(9)中，加入到磷酸和苯胺其体积比为1：(0.1～0.5)，水浴温度为0～50℃，分散液所用溶解为醇类的水溶液，醇溶剂分别独立为甲醇、乙醇和乙二醇中的一种及以上。
10.根据权利要求2所述的翠绿亚胺基导电聚苯胺包覆的锂硫正极材料的制备方法，其特征在于：步骤(10)中，过硫酸铵的浓度为0.02～0.6mol/L，过硫酸铵的加入速率为250～500μL/min，整个反应体系水浴控温为0～50℃。
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