[發(fā)明專利]一種硫基正極材料及其制備方法、鋰電池正極和鋰電池在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201711246635.X | 申請(qǐng)日： | 2017-12-01 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN108075118A | 公開（公告）日： | 2018-05-25 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 沈曉彥;閆出博;趙沖;楊俊華;胡丹丹 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 江蘇海四達(dá)電源股份有限公司 |
| 主分類號(hào)： | H01M4/36 | 分類號(hào)： | H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62;H01M4/13;H01M10/052 |
| 代理公司： | 北京潤(rùn)平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283 | 代理人： | 劉兵 |
| 地址： | 226299 江蘇*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 凹凸棒土 硫基正極材料 鋰電池 制備 鋰電池正極 活性物質(zhì) 煅燒 惰性氣體氛圍 充放電過程 石墨烯溶液 多硫化物 酸性條件 循環(huán)性能 包覆的 單質(zhì)硫 電解液 孔隙率 石墨烯 有效地 電極 石墨 提純 滴加 烘干 硫源 吸附 復(fù)合 | ||
本發(fā)明涉及鋰電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硫基正極材料及其制備方法、鋰電池正極和鋰電池，所述硫基正極材料的制備方法，包括以下步驟：(1)將石墨烯溶液滴加至凹凸棒土上，然后烘干，得到石墨烯包覆的凹凸棒土A2；(2)將硫源和A2在酸性條件下攪拌接觸12～48h，得到A3；(3)將A3在惰性氣體氛圍中進(jìn)行煅燒，得到硫基正極材料。本發(fā)明將凹凸棒土進(jìn)行提純和煅燒，增大了凹凸棒土的比表面積和孔隙率；然后將凹凸棒土與石墨稀和單質(zhì)硫復(fù)合，不僅能夠增大活性物質(zhì)與電解液的接觸面積，而且能夠有效地吸附充放電過程中產(chǎn)生的多硫化物，減少了活性物質(zhì)的流失，從而改善電極的循環(huán)性能。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及鋰電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硫基正極材料及其制備方法、鋰電池正極和鋰電池。
背景技術(shù)
隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們對(duì)便攜帶式電子產(chǎn)品提出了更高的要求，具有高能量密度、長(zhǎng)循環(huán)壽命、高安全性、綠色環(huán)保和低成本的二次電池在未來具有更大的應(yīng)用前景。
目前生活中廣泛應(yīng)用的二次電池為鋰電池，其負(fù)極大多采用石墨電極，正極材料主要是鋰過渡金屬氧化物。由鋰過渡金屬氧化物所組成的鋰離子電池的能量密度較低且存在一定的安全隱患，從而使其應(yīng)用具有很大的局限性。鋰硫二次電池是以金屬鋰作為負(fù)極，單質(zhì)硫或硫基復(fù)合材料作為正極的二次電池，其理論能量密度為2600Wh·kg
但是單質(zhì)硫在室溫下的電導(dǎo)率比較低，并且充放電過程中生成的多硫化物易溶于電解液，會(huì)造成活性物質(zhì)流失；同時(shí)溶于電解液的多硫化物會(huì)直接接觸金屬鋰負(fù)極，發(fā)生自放電反應(yīng)，從而在正負(fù)極之間形成“多硫離子穿梭效應(yīng)”。這些問題導(dǎo)致鋰硫電池活性物質(zhì)利用率較低、容量衰減較快、庫倫效率較低，使得鋰電池的循環(huán)性能大打折扣，從而限制了其大規(guī)模應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一是提供一種硫基正極材料，所述硫基正極材料改善了鋰電池的循環(huán)性能。
本發(fā)明的目的之二是提供一種硫基正極材料的制備方法，該制備方法簡(jiǎn)單易行。
本發(fā)明的目的之三是提供一種鋰電池正極，所述鋰電池正極具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性。
本發(fā)明的目的之四是提供一種鋰電池，所述鋰電池具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種硫基正極材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)將石墨烯溶液滴加至凹凸棒土上，然后烘干，得到石墨烯包覆的凹凸棒土A2；
(2)將硫源和A2在酸性條件下攪拌12～48h，得到A3；
(3)將A3在惰性氣體氛圍中進(jìn)行煅燒，得到硫基正極材料。
本發(fā)明還提供一種硫基正極材料，根據(jù)上述制備方法制備得到。
本發(fā)明還提供一種鋰電池正極，包括正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑，所述正極活性物質(zhì)為上述硫基正極材料。
本發(fā)明還提供一種鋰電池，包括正極、隔膜、電解液和負(fù)極，所述正極為上述的鋰電池正極。
通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下技術(shù)效果：
本發(fā)明將凹凸棒土與石墨烯和硫復(fù)合，增大了凹凸棒土的比表面積和孔隙率，不僅能夠增大活性物質(zhì)與電解液的接觸面積，而且能夠有效地吸附充放電過程中產(chǎn)生的多硫化物，減少了活性物質(zhì)的流失，從而改善電極的循環(huán)性能。
本發(fā)明的硫基正極材料的制備方法簡(jiǎn)單、原料廉價(jià)易得，有助于推進(jìn)鋰硫二次電池硫基正極材料的工業(yè)化生產(chǎn)和大規(guī)模應(yīng)用。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。
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