[發明專利]一種以石墨烯導電網絡約束多硫化鋰的鋰硫電池用正極材料

有效

• 申請號: 201710594688.4
• 申請日: 2017-07-14
• 公開（公告）號: CN107403916B
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發明（設計）人: 馮巖;李世剛
• 申請（專利權）人: 貴州鼎璽烯材高科技有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/052;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 昆明合眾智信知識產權事務所 53113
• 代理人: 張璽

1.一種鋰硫電池用正極復合材料，其特征在于，以重量份計，是由以下組分制成的：石墨烯微片1～2份，多硫化鋰粉末6～8份，聚酰亞胺溶液1份，有機碳源水溶液5～10份，其中，有機碳源水溶液中有機碳源的質量百分數為3～15％。

2.根據權利要求1所述的正極復合材料，其特征在于，所述石墨烯微片碳層數多于10層，厚度在5-100nm。

3.根據權利要求1所述的正極復合材料，其特征在于，所述多硫化鋰粉末的粒徑為100～200nm。

4.根據權利要求1所述的正極復合材料，其特征在于，所述有機碳源選自葡萄糖或蔗糖中的任一種。

5.根據權利要求4所述的正極復合材料，其特征在于，所述有機碳源水溶液為質量濃度10％的葡萄糖水溶液。

6.權利要求1～5中任一項所述正極復合材料的制作方法，具體步驟如下：

(1)將石墨烯微片加入有機碳源水溶液中，混勻，超聲波分散；

(2)加入多硫化鋰粉末，攪拌混勻，在氮氣保護下碳化形成具有離子通道的核殼結構，得材料Ⅰ；

(3)將步驟(2)制得的材料Ⅰ與聚酰亞胺溶液混合攪拌均勻制成漿料，然后將漿料均勻涂布于電池正極區，經烘干亞胺化即得電池正極。

7.根據權利要求6所述的制作方法，其特征在于，步驟(1)中的有機碳源水溶液為質量濃度10％的葡萄糖水溶液。

8.根據權利要求6所述的制作方法，其特征在于，步驟(1)中的石墨烯微片先進行改性處理，具體方法如下：

(11)將石墨烯微片溶于蒸餾水中，得到質量濃度0.2～0.3g/L的石墨烯微片溶液，然后超聲振蕩20～30分鐘；

(12)向步驟(11)所得石墨烯微片溶液中加入聚氨酯寡聚體，90～100℃反應0.5～1小時，然后加入水合肼，210～220℃反應8～10小時，后處理，即得；

其中，聚氨酯寡聚體的化學式為n＜10，石墨烯微片、聚氨酯寡聚體和水合肼的質量比為1：0.3～0.4：30～40。

9.根據權利要求8所述的制作方法，其特征在于，步驟(12)的后處理包括過濾、洗滌和干燥，具體方法是：將反應結束所得反應液用半透膜過濾，再分別用蒸餾水、甲醇和無水乙醇交替洗滌濾渣，最后于80～100℃烘箱干燥。