[發明專利]一種二次鋰硫電池硫基正極及其制備方法

無效

• 申請號: 200910052891.4
• 申請日: 2009-06-11
• 公開（公告）號: CN101577323A
• 公開（公告）日: 2009-11-11
• 發明（設計）人: 楊軍;伍英蕾
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H01M4/02
• 分類號: H01M4/02;H01M4/04;H01M10/36
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 羅蔭培

1.一種二次鋰硫電池硫基正極，其特征在于組成如下：

由硫基復合活性材料、環糊精粘結劑和炭導電劑按質量比7～8∶0.6～1∶0.6～1.5均勻混合涂覆在鋁箔集流體上組成，涂膜厚度為50～100微米，鋁箔厚度為20～30微米；硫基復合活性材料由碳納米管、單質硫和聚丙烯腈環化產物組成，按質量百分比，硫基復合活性材料含有4～11％碳納米管，35～43％單質硫和剩余部分的聚丙烯腈環化產物；其中聚丙烯腈環化產物由平均分子量為100000～200000的聚丙烯腈發生氰基環化反應生成；碳納米管的管徑為10～30納米，長度為1～18微米；單質硫為升華硫S₈；環糊精粘結劑為α-環糊精、β-環糊精或γ-環糊精；炭導電劑為Super?P炭黑或乙炔黑。

2.一種二次鋰硫電池硫基正極的制備方法，其特征在于制備方法如下：

(1)將碳納米管、單質硫與聚丙烯腈按質量比0.1～0.2∶6～8∶1混合，加入0.1～0.2質量份的無水乙醇作為分散劑，置于配有O型密封圈的瑪瑙球磨罐中，放入瑪瑙珠，進行球磨，高能球磨機的轉速為200～300轉/分，球磨時間為1～4小時，然后從瑪瑙球磨罐移至石英舟中，在80～100℃下真空干燥1～2小時，除去其中的分散劑無水乙醇，而后放入石英管中，在保護氣氛下加熱至300～320℃保溫6～8小時進行燒結，自然冷卻，得到硫基復合活性材料；

(2)將硫基復合活性材料、環糊精粘結劑與炭導電劑按質量比7～8∶0.6～1∶0.6～1.5混合，加入200～300質量份的蒸餾水作為溶劑，先超聲波處理10～40分鐘，超聲波頻率為100kHz，然后加熱至30～50℃并磁力攪拌1～4小時，接著將得到的漿料涂覆在鋁箔集流體上，80～100℃下真空干燥2～4小時，在2～3MPa的壓力下壓片，得到一種二次鋰硫電池硫基正極。

3.根據權利要求2所述的一種二次鋰硫電池硫基正極的制備方法，其特征是碳納米管的管徑為10～30納米，長度為1～18微米。

4.根據權利要求2所述的一種二次鋰硫電池硫基正極的制備方法，其特征是單質硫為升華硫S₈。

5.根據權利要求2所述的一種二次鋰硫電池硫基正極的制備方法，其特征是聚丙烯腈的平均分子量為100000～200000。

6.根據權利要求2所述的一種二次鋰硫電池硫基正極的制備方法，其特征是環糊精粘結劑為α-環糊精、β-環糊精或γ-環糊精。

7.根據權利要求2所述的一種二次鋰硫電池硫基正極的制備方法，其特征是炭導電劑為Super?P炭黑或乙炔黑。

8.根據權利要求2所述的一種二次鋰硫電池硫基正極的制備方法，其特征是保護氣體為氬氣或氮氣。