[發(fā)明專利]一種高倍率性能鋰硫電池的復(fù)合正極材料及制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410837241.1
• 申請(qǐng)日: 2014-12-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104577080B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周成岡;周吟;吳金平;韓波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）
• 主分類號(hào): H01M4/38
• 分類號(hào): H01M4/38;H01M4/62
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司42102
• 代理人: 唐萬(wàn)榮,張秋燕

1.一種高倍率性能鋰硫電池的復(fù)合正極材料，其特征在于它由導(dǎo)電劑、電化學(xué)活性物質(zhì)以及修飾劑組成，所述導(dǎo)電劑為介孔碳材料，電化學(xué)活性物質(zhì)分散于介孔碳材料的孔洞中，修飾劑通過(guò)化學(xué)鍵合的方式與介孔碳材料的孔口相連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高倍率性能鋰硫電池的復(fù)合正極材料，其特征在于各組成的用量按質(zhì)量百分比計(jì)為：導(dǎo)電劑30～60wt％，電化學(xué)活性物質(zhì)30～60wt％，修飾劑0.01～4wt％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高倍率性能鋰硫電池的復(fù)合正極材料，其特征在于所述介孔碳材料為具有豐富孔通道結(jié)構(gòu)、在孔道開(kāi)口處具有親水性官能團(tuán)的介孔碳材料。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高倍率性能鋰硫電池的復(fù)合正極材料，其特征在于所述介孔碳材料是將碳材料通過(guò)活化制備得到，其中活化方法包括但不限于采用KOH法、HNO₃法、Fenton氧化法，碳材料包括但不限于碳納米管、碳納米纖維、碳納米球。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高倍率性能鋰硫電池的復(fù)合正極材料，其特征在于所述的電化學(xué)活性物質(zhì)為硫。

6.權(quán)利要求1所述的高倍率性能鋰硫電池的復(fù)合正極材料的制備方法，其特征在于其步驟如下：采用熔融吸入法將硫灌入介孔碳材料中，得到介孔碳/硫材料；然后對(duì)所得介孔碳/硫材料進(jìn)行修飾，使修飾劑通過(guò)化學(xué)鍵合的方式與介孔碳材料的孔口相連接，從而得到高倍率性能鋰硫電池的復(fù)合正極材料。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高倍率性能鋰硫電池的復(fù)合正極材料，其特征在于所述修飾劑為氧化物或者氫氧化物；其修飾方法為采用氨/水蒸氣原位羥化法形成與介孔碳/硫材料相鍵合形成相應(yīng)的氧化物或者氫氧化物，所述氧化物或者氫氧化物即為修飾劑。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種高倍率性能鋰硫電池的復(fù)合正極材料，其特征在于氨/水蒸氣原位羥化法，即采用修飾劑對(duì)應(yīng)的鹽作為前驅(qū)體并配成水溶液，將所述介孔碳/硫材料浸入所述水溶液中并烘干，之后用氨水蒸汽與烘干所得樣品反應(yīng)，使修飾劑通過(guò)化學(xué)鍵合的方式與介孔碳材料的孔口相連接，從而得到高倍率性能鋰硫電池的復(fù)合正極材料。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種高倍率性能鋰硫電池的復(fù)合正極材料，其特征在于所述氧化物包括但不限于ZrO₂、TiO₂、ZnO₂、Fe₂O₃、MnO₂、Co₃O₄、Al₂O₃、CaO、CuO；氫氧化物包括但不限于Zn(OH)₄、Fe(OH)₃、Mn(OH)₄、Al(OH)₃、Ca(OH)₂、Cu(OH)₂。

10.權(quán)利要求1所述的高倍率性能鋰硫電池的復(fù)合正極材料在鋰硫電池中作為正極材料的應(yīng)用。