[發明專利]一種復合硫正極材料的制備方法及其在全固態鋰硫電池中的應用

有效

• 申請號: 201810458323.3
• 申請日: 2018-05-14
• 公開（公告）號: CN108539182B
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 高云智;曹毅;張瀚
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62;H01M10/052
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

1.一種復合硫正極材料的制備方法，其特征在于：所述方法具體步驟如下：

步驟一：將硫材料、固體電解質和導電劑按照40~60：20~40：5~10的質量比分散于溶劑中，固含量為30~70%，球磨混合10~40 h，轉速200~500r/min，待混合均勻后，置于60℃條件下干燥24 h，獲得混合物一；

步驟二：將導電劑分散于溶劑中，固含量為30~70%，然后再將其加入混合物一中，按照混合物一質量的5~10%加入，球磨混合10~40 h，轉速30~50r/min，待混合均勻后，置于60℃條件下干燥24 h，獲得混合物二；

步驟三：向混合物二中加入混合物二質量2~5%的溶劑化離子液體，用研缽研磨混合均勻，即得到復合硫正極材料；所述的溶劑化離子液體為等摩爾比的三乙二醇二甲醚與雙三氟甲基磺酰亞胺鋰的混合物或等摩爾比的四乙二醇二甲醚與雙三氟甲基磺酰亞胺鋰的混合物。

2.根據權利要求1所述的一種復合硫正極材料的制備方法，其特征在于：步驟一和步驟二中，所述的溶劑為二硫化碳、乙腈、松香水、二甲苯、低鏈烷烴、醇類或醚類溶劑中的一種或多種的混合物。

3.根據權利要求1所述的一種復合硫正極材料的制備方法，其特征在于：步驟一中，所述的硫材料為硫或金屬硫化物的一種或多種。

4.根據權利要求1所述的一種復合硫正極材料的制備方法，其特征在于：步驟一中，所述的固體電解質材料為硫化物系無機固態電解質、聚合物基固體電解質或氧化物系無機固體電解質；所述的硫化物系無機固態電解質為Li₁₀GeP₂S₁₂、75Li₂S-25P₂S₅、70Li₂S-30P₂S₅、50Li₂S-10P₂S₅-10LiCl、50Li₂S-10P₂S₅-10Li₃N、Li₆PS₅Cl、Li₁₀SnP₂S₁₂或75 Li₂S-24P₂S₅-P₂O₅；所述的聚合物基固體電解質為PEO基聚合物電解質；所述氧化物系無機固體電解質為LLZO、LAGP、LATP或LLZTO。

5.根據權利要求1所述的一種復合硫正極材料的制備方法，其特征在于：步驟一和步驟二中，所述的導電劑為氣相生長碳纖維、碳納米管、活性炭或乙炔黑中的一種。

6.根據權利要求2所述的一種復合硫正極材料的制備方法，其特征在于：所述醚類溶劑為四氫呋喃。

7.一種權利要求1~6任一權利要求所述的復合硫正極材料的制備方法制備的復合硫正極材料的應用，其特征在于：所述的復合硫正極應用于全固態鋰硫電池中。