[發明專利]一種鋰硫電池用正極材料及制備和應用

有效

• 申請號: 201410310439.4
• 申請日: 2014-07-01
• 公開（公告）號: CN105226259B
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發明（設計）人: 王倩;張華民;張洪章;王美日;曲超
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: H01M4/38
• 分類號: H01M4/38;H01M4/62
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.一種正極材料在鋰硫電池中的應用，其特征在于：所述正極材料由硫單質顆粒和金屬硫化物構成，一種或二種以上的金屬硫化物包覆于硫單質顆粒表面；所述金屬硫化物的金屬為Zn、Fe、Cd、Pb、Cu或Ag中的一種或二種以上；

包括如下制備步驟：將硫單質、水溶性金屬硫化物和有機添加劑混合后用水熱絡合反應溶解形成溶液或溶膠，超聲分散，緩慢加入含Zn、Fe、Cd、Pb、Cu或Ag中的一種或二種以上金屬離子的溶液，反應后自然冷卻，用有機溶劑和去離子水交替洗滌、過濾，干燥得到金屬硫化物包覆的硫正極材料；所述水熱絡合反應的溫度為20-60℃，反應時間為2-30h，反應pH為3～12。

2.按照權利要求1所述的應用，其特征在于：硫單質質量百分含量為10％-90％。

3.按照權利要求1或2所述的應用，其特征在于：硫單質顆粒粒徑為1nm-200μ m 。

4.根據權利要求1所述的應用，其特征在于：所述水溶性金屬硫化物為硫化鈉、硫化鉀、硫化銫中的一種或二種以上；所述有機添加劑為N-聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，溴化十六烷基三甲胺(CTAB)、聚乙二醇、Nafion或十二烷基磺酸鈉(SDS)中的一種或二種以上；水熱絡合反應體系中水溶性金屬硫化物濃度為0.05-1mol/L；水熱絡合反應體系中有機添加劑的濃度為0.01-1mol/L。

5.根據權利要求1所述的應用，其特征在于：所述超聲分散的時間為0.5-3h；所述含金屬陽離子溶液的陰離子為醋酸根、硝酸根、Cl-中的一種或二種以上；

金屬為Zn、Fe、Cd、Pb、Cu或Ag中的一種或二種以上；所述含金屬陽離子溶液的濃度為0.05-1mol/L。

6.根據權利要求1所述的應用，其特征在于：所述洗滌過程中所用的有機溶劑為無水乙醇，丙酮，丁醇或四氯化碳。