[發明專利]一種硫碳復合正極材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201810703362.5
• 申請日: 2018-06-30
• 公開（公告）號: CN109065851A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 張成龍;朱麗麗;趙云
• 申請（專利權）人: 合肥國軒高科動力能源有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 趙瑜;金凱

1.一種硫碳復合正極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、將多孔碳與升華硫混合，置于高能球磨機中以一定的轉速球磨一定時間；

S2、將經過機械混合的多孔碳升華硫混合物，置于管式爐中，抽真空至一定的真空度，升溫至溫度T1保持一定時間，再升溫至溫度T2保持一定時間，隨后降溫至溫度T1，緩慢充入惰性氣體至一定的壓力，保持一定時間后，自然降溫；其中，0＜T1＜T2；

S3、將經過熱處理的復合材料經過機械球磨，得到硫碳復合正極材料。

2.根據權利要求1所述硫碳復合正極材料的制備方法，其特征在于：在S1中，所述多孔碳為多層石墨烯片、碳納米管、泡沫碳、碳纖維中的一種或者兩種以上的混合物，其孔徑為0.5nm~2μm，其比表面積為10~1500㎡/g。

3.根據權利要求1~2任一項所述硫碳復合正極材料的制備方法，其特征在于：在S1中，多孔碳與升華硫的重量比為3:7~1:9。

4.根據權利要求1所述硫碳復合正極材料的制備方法，其特征在于：在S1與S3中，高能球磨機轉速為200~800rad/min。

5.根據權利要求1所述硫碳復合正極材料的制備方法，其特征在于，S2的具體工藝為：將材料置于管式爐中，抽真空至-60~-100KPa，升溫至135~165℃，保溫3~6h，然后升溫至280~320℃，保溫2~4h，再降溫至135~165℃，緩慢充入惰性氣體，氣體流速5~40cc/min，壓力至0~10KPa，保溫1~3h,最后降溫自然冷卻至室溫。

6.根據權利要求5所述硫碳復合正極材料的制備方法，其特征在于：整個過程升溫或降溫的速率為4~6℃/min。

7.根據權利要求1或5或6所述硫碳復合正極材料的制備方法，其特征在于：步驟S2在耐高壓的設備中進行反應，充入惰性氣體至內部壓力提高至1MPa以上。

8.一種硫碳復合正極材料，其特征在于：采用如權利要求1~7中任一項所述硫碳復合正極材料的制備方法制備而成。

9.根據權利要求8所述硫碳復合正極材料，其特征在于：其中硫的含量為65~90wt%。