[發明專利]一種鋰硫電池正極材料及其制備方法和鋰硫電池有效
| 申請號： | 201710228736.8 | 申請日： | 2017-04-10 |
| 公開（公告）號： | CN107069002B | 公開（公告）日： | 2019-09-17 |
| 發明（設計）人： | 王賢保;姚佳;梅濤 | 申請（專利權）人： | 湖北大學 |
| 主分類號： | H01M4/36 | 分類號： | H01M4/36;H01M4/485;H01M4/38;H01M10/052;H01M4/583;H01M4/62 |
| 代理公司： | 北京高沃律師事務所 11569 | 代理人： | 代芳 |
| 地址： | 430000 湖北*** | 國省代碼： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 電池 正極 材料 及其 制備 方法 | ||
1.一種鋰硫電池正極材料，包括碳空心球、附著于所述碳空心球內外表面的納米二氧化鈦以及填充于所述碳空心球中的硫單質，所述硫單質的質量含量為60～80％；
所述鋰硫電池正極材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)將納米二氧化硅懸浮液與納米二氧化鈦混合，得到混合懸浮液；
(2)向所述步驟(1)得到的混合懸浮液中依次加入表面活性劑、酚類、甲醛和催化劑，縮聚反應得到第一前驅體；
(3)將所述步驟(2)得到的第一前驅體與混合溶劑混合，加入正硅酸四乙酯，水解反應得到第二前驅體；
(4)將所述步驟(3)得到的第二前驅體煅燒后進行刻蝕，得到二氧化鈦-碳空心球復合物；所述二氧化鈦-碳空心球復合物包括碳空心球和附著于所述碳空心球內外表面的納米二氧化鈦；
(5)將所述步驟(4)得到的二氧化鈦-碳空心球復合物與硫單質混合后進行熱處理，得到鋰硫電池正極材料。
2.根據權利要求1所述的鋰硫電池正極材料，其特征在于，所述碳空心球的內徑為150～350nm，外徑為200～400nm。
3.根據權利要求1所述的鋰硫電池正極材料，其特征在于，所述鋰硫電池正極材料的粒徑為250～450nm。
4.權利要求1～3任意一項所述鋰硫電池正極材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)將納米二氧化硅懸浮液與納米二氧化鈦混合，得到混合懸浮液；
(2)向所述步驟(1)得到的混合懸浮液中依次加入表面活性劑、酚類、甲醛和催化劑，縮聚反應得到第一前驅體；
(3)將所述步驟(2)得到的第一前驅體與混合溶劑混合，加入正硅酸四乙酯，水解反應得到第二前驅體；
(4)將所述步驟(3)得到的第二前驅體煅燒后進行刻蝕，得到二氧化鈦-碳空心球復合物；所述二氧化鈦-碳空心球復合物包括碳空心球和附著于所述碳空心球內外表面的納米二氧化鈦；
(5)將所述步驟(4)得到的二氧化鈦-碳空心球復合物與硫單質混合后進行熱處理，得到鋰硫電池正極材料。
5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中縮聚反應的溫度為0～100℃，縮聚反應的時間為1～48h。
6.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中的煅燒依次包括低溫煅燒和高溫煅燒，所述低溫煅燒的溫度為200～550℃。
7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述低溫煅燒的時間為0.5～8h。
8.根據權利要求6或7所述的制備方法，其特征在于，所述高溫煅燒的溫度為600～1200℃，高溫煅燒的時間為0.5～12h。
9.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(5)中熱處理的溫度為120～180℃，熱處理的時間為3～24h。
10.一種鋰硫電池，包括正極、鋰負極和電解液，所述正極包括活性物質，其特征在于，所述活性物質為權利要求1～3任意一項所述鋰硫電池正極材料或按照權利要求4～9任意一項所述制備方法制備的鋰硫電池正極材料。
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