[發(fā)明專利]基于富硫過(guò)渡金屬硫化物的金屬-硫電池及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710194409.5
• 申請(qǐng)日: 2017-03-28
• 公開（公告）號(hào): CN106898750B
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李彥光;葉華林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M4/36
• 分類號(hào): H01M4/36;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/05;H01M10/058
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 陶海鋒;孫周強(qiáng)

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(fù)極以及電解液；所述負(fù)極為金屬；所述正極為過(guò)渡金屬硫化物與碳基材料復(fù)合體系；所述過(guò)渡金屬硫化物的化學(xué)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(guò)渡金屬硫化物為非晶材料；所述過(guò)渡金屬硫化物、碳基材料的質(zhì)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(guò)渡金屬前驅(qū)體化合物為原料，制備碳基材料與過(guò)渡金屬硫化物復(fù)合體系；然后將所述碳基材料與過(guò)渡金屬硫化物復(fù)合體系制備為正極；以金屬為負(fù)極；然后將所述正極、負(fù)極、電解液、常規(guī)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(guò)渡金屬硫化物復(fù)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(jù)權(quán)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(guò)渡金屬前驅(qū)體化合物混合，再制備碳基材料與過(guò)渡金屬硫化物復(fù)合體系；所述碳基材料與過(guò)渡金屬硫化物復(fù)合體系的粒徑為1～10000納米。

5.根據(jù)權(quán)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(guò)渡金屬前驅(qū)物，攪拌均勻后，再逐滴加入酸溶液，反應(yīng)后，得到碳基材料與過(guò)渡金屬硫化物復(fù)合體系；固相球磨法為，將碳基材料、過(guò)渡金屬和硫粉按計(jì)量比混合均勻，轉(zhuǎn)移到球磨罐中抽真空，再于惰性氣體下裝配好后，轉(zhuǎn)移至球磨機(jī)球磨得到碳基材料與過(guò)渡金屬硫化物復(fù)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(guò)渡金屬前驅(qū)物，攪拌均勻后，再逐滴加入活潑金屬多硫化物溶液，反應(yīng)得到碳基材料與過(guò)渡金屬硫化物復(fù)合體系。