[發明專利]基于富硫過渡金屬硫化物的金屬-硫電池及其制備方法

有效

• 申請號: 201710194409.5
• 申請日: 2017-03-28
• 公開（公告）號: CN106898750B
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 李彥光;葉華林
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/05;H01M10/058
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 陶海鋒;孫周強

1.一種金屬-硫電池，其特征在于，所述金屬-硫電池包括正極、負極以及電解液；所述負極為金屬；所述正極為過渡金屬硫化物與碳基材料復合體系；所述過渡金屬硫化物的化學式為的一種；所述電解液為酯類電解液或者醚類電解液；所述過渡金屬硫化物為非晶材料；所述過渡金屬硫化物、碳基材料的質量比為1∶（0.1～0.2）；所述碳基材料包括碳納米管、石墨烯或者多孔碳。

2.根據權利要求1所述金屬-硫電池，其特征在于，所述金屬為鋰、鈉、鉀、鎂、鋁、鋅或者鐵。

3.根據權利要求1所述金屬-硫電池，其特征在于，金屬-硫電池的制備方法包括以下步驟，在碳基材料存在下，以過渡金屬前驅體化合物為原料，制備碳基材料與過渡金屬硫化物復合體系；然后將所述碳基材料與過渡金屬硫化物復合體系制備為正極；以金屬為負極；然后將所述正極、負極、電解液、常規組件組裝制備金屬-硫電池；所述電解液為酯類電解液或者醚類電解液；利用酸性水解法、液相合成法或者固相球磨法制備碳基材料與過渡金屬硫化物復合體系；上述所有合成方法均采用室溫條件一鍋法合成。

4.根據權利要求3所述金屬-硫電池，其特征在于，所述碳基材料為碳納米管、石墨烯或者多孔碳；在碳基材料存在下，首先將碳基材料與過渡金屬前驅體化合物混合，再制備碳基材料與過渡金屬硫化物復合體系；所述碳基材料與過渡金屬硫化物復合體系的粒徑為1～10000納米。

5.根據權利要求4所述金屬-硫電池，其特征在于，在碳基材料存在下，酸性水解法為，將碳基材料分散在水溶液中，再加入過渡金屬前驅物，攪拌均勻后，再逐滴加入酸溶液，反應后，得到碳基材料與過渡金屬硫化物復合體系；固相球磨法為，將碳基材料、過渡金屬和硫粉按計量比混合均勻，轉移到球磨罐中抽真空，再于惰性氣體下裝配好后，轉移至球磨機球磨得到碳基材料與過渡金屬硫化物復合體系；液相合成法為將碳基材料均勻地分散在水溶液中，再加入過渡金屬前驅物，攪拌均勻后，再逐滴加入活潑金屬多硫化物溶液，反應得到碳基材料與過渡金屬硫化物復合體系。