[發明專利]一種柔性的鋰硫電池正極材料

有效

• 申請號: 201710453599.8
• 申請日: 2017-06-15
• 公開（公告）號: CN107221660B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發明（設計）人: 陳人杰;劉玉婷;葉玉勝;吳鋒;曲薇;楊天宇;李麗
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/052;B82Y30/00
• 代理公司: 11120 北京理工大學專利中心
• 代理人: 周蜜;仇蕾安

1.一種柔性的鋰硫電池正極材料，其特征在于：所述正極材料由通過如下制備方法得到：

(1)在室溫下，將碳材料加入溶解有聚合物單體的分散液中，根據情況加入氧化劑，攪拌4h～24h混合均勻，過濾，得到粉體；將粉體、粘結劑和成膜劑混合均勻，得到漿料；將漿料涂于基底上，干燥4h～24h，用溶劑1沖洗去除雜質，從基底上脫落，得到底片；

聚合物單體為鹽酸多巴胺、多巴胺、乙二醇、苯胺、吡咯和噻吩中的一種以上；

當聚合物單體為鹽酸多巴胺和/或多巴胺時，分散液為pH值為7.5～10的三羥甲基氨基甲烷-鹽酸緩沖溶液；當聚合物單體為乙二醇、苯胺、吡咯和噻吩中的一種以上時，分散液為水；

根據情況加入氧化劑是指：當聚合物單體為鹽酸多巴胺和/或多巴胺時，不需要加入氧化劑；當聚合物單體為乙二醇、苯胺、吡咯和噻吩中的一種以上時，加入氧化劑；

氧化劑和聚合物單體的摩爾比大于等于3:1；

粘結劑為聚苯乙烯磺酸摻雜的聚乙烯二氧噻吩或交聯聚乙烯吡咯烷酮；

成膜劑為二甲基亞砜；

溶劑1為水或丙酮；

(2)在惰性氣氛中，將硫單質充分溶解于溶劑2中得到溶液，逐滴滴加到底片上，待溶劑揮發完全后，得到負載硫的底片，為所述的一種柔性的鋰硫電池正極材料；

溶劑2為溶解硫且易揮發的溶劑；

硫單質與溶劑2的質量比為溶解度的10％～100％。

2.根據權利要求1所述的一種柔性的鋰硫電池正極材料，其特征在于：步驟(1)中，碳材料為石墨烯、氧化石墨烯、碳納米纖維、碳納米管和多孔碳顆粒中的一種以上；氧化劑為三氯化鐵或過硫酸銨；粘結劑為聚苯乙烯磺酸摻雜的聚乙烯二氧噻吩；基底為硅板或玻璃板。

3.根據權利要求1所述的一種柔性的鋰硫電池正極材料，其特征在于：步驟(1)中，碳材料和聚合物單體的質量比為10:1～1:10；粉體與粘結劑的質量比為1:9～9:1；粘結劑與成膜劑的體積比為25:1～5:1。

4.根據權利要求1所述的一種柔性的鋰硫電池正極材料，其特征在于：步驟(1)中，漿料涂于基底上，涂覆厚度為10μm～500μm。

5.根據權利要求1所述的一種柔性的鋰硫電池正極材料，其特征在于：步驟(2)中，溶劑2為甲苯或二硫化碳。

6.根據權利要求1所述的一種柔性的鋰硫電池正極材料，其特征在于：步驟(2)中，溶液與底片的質量比為1:10～10:1。

7.根據權利要求2所述的一種柔性的鋰硫電池正極材料，其特征在于：步驟(1)中，碳材料和聚合物單體的質量比為10:1～1:10；粉體與粘結劑的質量比為1:9～9:1；粘結劑與成膜劑的體積比為25:1～5:1；漿料涂于基底上，涂覆厚度為10μm～500μm；

步驟(2)中，溶劑2為甲苯或二硫化碳；溶液與底片的質量比為1:10～10:1。

8.一種鋰硫電池，其特征在于：所述鋰硫電池的正極為如權利要求1～7中任一項所述的一種柔性的鋰硫電池正極材料，為單片所述正極材料或是多片所述正極材料疊加作為正極。

9.根據權利要求8所述一種鋰硫電池，其特征在于：多片疊加時為3片～5片。

10.根據權利要求8所述一種鋰硫電池，其特征在于：所述正極厚度為10μm～100μm。