[發(fā)明專利]一種準固態(tài)鋰硫電池的多孔碳正極材料的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811007695.0
• 申請日: 2018-08-31
• 公開（公告）號: CN109360947B
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李麗波;龍滄海;王福日;由君
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱理工大學(xué)
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62;H01M10/0525
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1.一種準固態(tài)鋰硫電池的多孔碳正極材料的制備方法，其特征在于一種準固態(tài)鋰硫電池的多孔碳正極材料的制備方法是按照以下步驟進行的：

一、導(dǎo)電碳材料前驅(qū)體的預(yù)處理

將0.5g聚甲基丙烯酸甲酯與2.0g聚偏氟乙烯置于24毫升N，N-二甲基甲酰胺溶液中均勻混合24h，隨后將混合液澆筑在潔凈的玻璃板上烘干，所得產(chǎn)物置于NaOH溶液中24h洗凈烘干備用；

二、導(dǎo)電碳材料的制備

將所得產(chǎn)物置于800℃氮氣氣氛下恒溫3h得到導(dǎo)電碳材料；

三、多孔導(dǎo)電碳材料的制備

將所得碳材料與KOH按質(zhì)量比5:1均勻混合并置于800℃氮氣氣氛下恒溫1h，所得產(chǎn)物置于稀鹽酸溶液中，經(jīng)多次水洗抽濾然后烘干得到多孔導(dǎo)電碳材料；

四、多孔導(dǎo)電碳材料-硫復(fù)合材料的制備

將多孔導(dǎo)電碳材料與硫按質(zhì)量比1:1均勻混合并置于155℃條件下恒溫1h得到多孔導(dǎo)電碳材料-硫復(fù)合材料，即正極活性材料；

五、準固態(tài)鋰硫電池多孔碳正極材料的制備

按質(zhì)量比8:1:1將所得到的多孔導(dǎo)電碳材料-硫復(fù)合材料與聚偏氟乙烯和乙炔黑置于稱量瓶中，加入N-甲基吡咯烷酮作為溶劑均勻攪拌24h得到粘稠漿料并使用刮刀涂布法均勻涂抹于用酒精擦拭過的平滑鋁箔上，隨后置于真空干燥箱中在120℃下恒溫24h，冷卻后取出并壓實24h，使用極片沖切機將其切成14mm直徑的圓片，壓實圓片作為扣式鋰硫電池正極。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種準固態(tài)鋰硫電池的多孔碳正極材料的制備方法，其特征在于所述步驟一中所述的NaOH溶液質(zhì)量分數(shù)為10wt%，洗凈的方法為使用蒸餾水重復(fù)清洗直至pH為7。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種準固態(tài)鋰硫電池的多孔碳正極材料的制備方法，其特征在于步驟三中所述的稀鹽酸溶液質(zhì)量分數(shù)為10wt%，溶液的量開始時必須淹沒產(chǎn)物并且持續(xù)緩慢傾倒直至無氣泡產(chǎn)生。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種準固態(tài)鋰硫電池的多孔碳正極材料的制備方法，其特征在于所述步驟三中所述多次水洗抽濾步驟需要使用蒸餾水重復(fù)水洗，直至所得濾液pH為7。

5.一種準固態(tài)鋰硫電池的組裝方法，其特征在于所述鋰硫電池包含有多孔碳正極材料，所述多孔碳正極材料依據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的一種準固態(tài)鋰硫電池的多孔碳正極材料的制備方法制備得到，依次按照負極殼、正極、準固態(tài)聚合物薄膜、N-甲基，丁基吡咯烷雙三氟甲磺酰亞胺鹽、鋰片、泡沫鎳、正極殼的順序置于充滿氬氣的手套箱內(nèi)組裝電池，并進行充放電測試。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種準固態(tài)鋰硫電池的組裝方法，其特征在于所述的準固態(tài)聚合物薄膜是聚乙烯吡咯烷酮與乙二胺四乙酸作為添加劑，雙三氟甲磺酰亞胺基鋰作為鋰鹽，聚偏氟乙烯作為基底的準固態(tài)電解質(zhì)薄膜。