[發(fā)明專利]一種鋰硫電池的正極活性材料及其制備方法

有效

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• 申請日: 2014-12-29
• 公開（公告）號: CN104505516A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發(fā)明（設計）人: 田艷紅;譚杰成;張學軍
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/13;H01M4/139;H01M4/04
• 代理公司: 北京五月天專利商標代理有限公司 11294
• 代理人: 王天桂

1.一種鋰硫電池的正極活性材料，其特征在于，包括：

集流體；

在集流體上的活性物質；和

作為改善硫導電性的復配導電劑，

所述的復配導電劑選自乙炔黑和碳纖維的復配；

以及作為改性劑的聚合物包覆層。

2.根據權利要求1所述的材料，其特征在于，所述的活性物質是升華硫。

3.根據權利要求1所述的材料，其特征在于，所述的碳纖維選自模量大于230GPa的聚丙烯腈基碳纖維連續(xù)長絲；更優(yōu)選是采用拉伸強度大于2.8GPa，拉伸模量大于390GPa的聚丙烯腈基碳纖維連續(xù)長絲。

4.根據權利要求1所述的材料，其特征在于，所述的復配導電劑乙炔黑和碳纖維要進行混合均勻，且均勻混合之前要經過球磨處理。

5.根據權利要求1所述的材料，其特征在于，所述包覆層通常選自PEG（聚乙二醇），聚苯胺和葡萄糖；優(yōu)選為聚苯胺或PEG；更優(yōu)選為PEG。

6.根據權利要求1-5中任一項所述的鋰硫電池的正極活性材料的制備方法，其特征在于，包括如下的步驟：

（1）將碳纖維進行球磨處理得到微米級的碳纖維粉末，然后按照一定比例稱取活性物質硫、乙炔黑和碳纖維粉末，進行研磨，使得活性物質和兩種導電劑能夠混合均勻，得到初始的正極活性材料；

（2）將PEG完全溶解在去離子水中，放在超聲波震蕩器上超聲震蕩，得到濃度均勻PEG溶液，再將步驟（1）得到的初始的正極活性材料添加到PEG溶液中，再放在超聲波震蕩器上超聲震蕩，使得初始的正極活性材料均勻地分散在PEG溶液中得到均勻分散的懸浮液，再把制得的懸浮液放在磁力攪拌器上在50-70℃攪拌2-4h進行包覆，包覆完成后進行靜置0.5-1h，然后過濾，過濾后的固體放到真空烘箱中在50-70℃下干燥4-6h，再將干燥后的固體進行研磨得到固體粉末；

（3）稱取適量粘結劑，把粘結劑溶解在有機溶劑中，再稱取步驟（2）中得到的固體粉末，使其與粘結劑按9：1混合制備漿料，將漿料攪勻混合后涂敷到集流體上，然后把涂片放到真空烘箱中在50-70℃下烘2-5h以除去溶劑，再刮去涂片上多余的漿料，于0.5-1MPa的壓力下壓制制片，最后再放到真空烘箱中烘12-16h，得到所述的鋰硫電池的正極活性材料。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，乙炔黑和碳纖維導電劑的比例為3:1-1:3；優(yōu)選為2:1-1:2。

8.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述的聚乙二醇的質量濃度為1%-12%，其中優(yōu)選為4%-9%。

9.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，其中聚乙二醇包覆涂層的含量為0.05%-3.2%，其中優(yōu)選為0.5%-2.1%。

10.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，其中聚乙二醇分子量為600-6000，優(yōu)選為1000-4000。