[發(fā)明專利]一種鋰硫電池正極材料、正極及其制備和應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811342206.7
• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN109301254A
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賴延清;洪波;向前;張林;張治安;張凱;方靜
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/13;H01M10/052
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所 43114
• 代理人: 盛武生;魏娟

1.一種鋰硫電池正極材料，包括正極活性材料、導(dǎo)電劑和添加劑，其特征在于，所述的添加劑為連二亞硫酸鹽、連四硫酸鹽以及硫代金屬酸鹽中的至少一種；

所述的硫代金屬酸鹽為硫代鎢酸鹽、硫代鉬酸鹽、硫代釩酸鹽、硫代鈮酸鹽、硫代錸酸鹽中的至少一種。

2.如權(quán)利要求1所述的鋰硫電池正極材料，其特征在于，所述的硫代金屬酸鹽的化學(xué)表達式為：(M₁)₂M₂S₄；其結(jié)構(gòu)式為：

所述的M₁為銨根離子、鋰離子、鈉離子、鉀離子中的一種；所述的M₂為W、Mo、V、Nb、Re中的一種。

3.如權(quán)利要求1所述的鋰硫電池正極材料，其特征在于，所述連二亞硫酸鹽為連二亞硫酸鈉、連二亞硫酸鉀、連二亞硫酸鈣、連二亞硫酸鋅中的至少一種。

4.如權(quán)利要求1所述的鋰硫電池正極材料，其特征在于，所述連四硫酸鹽為連四硫酸鈉、連四硫酸鉀中的至少一種。

5.如權(quán)利要求1～4任一項所述的鋰硫電池正極材料，其特征在于，所述添加劑在鋰硫電池正極材料中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1-10％。

6.如權(quán)利要求1所述的鋰硫電池正極材料，其特征在于，所述的導(dǎo)電劑為導(dǎo)電碳質(zhì)材料。

7.如權(quán)利要求1所述的鋰硫電池正極材料，其特征在于，所述的導(dǎo)電劑為石墨烯、科琴黑、乙炔黑、介孔碳、碳納米管中的一種或多種。

8.如權(quán)利要求1所述的鋰硫電池正極材料，其特征在于，所述的正極活性物質(zhì)為單質(zhì)硫。

9.如權(quán)利要求1所述的鋰硫電池正極材料，其特征在于，所述的正極活性材料和添加劑分散在導(dǎo)電劑的孔隙內(nèi)和/或復(fù)合在導(dǎo)電劑的骨架上。

10.如權(quán)利要求9所述的鋰硫電池正極材料，其特征在于，所述的添加劑原位復(fù)合在導(dǎo)電劑的骨架上，所述的正極活性材料分散在導(dǎo)電劑的孔隙中。

11.一種權(quán)利要求1～10任一項所述的鋰硫電池正極材料的制備方法，其特征在于，將正極活性材料、導(dǎo)電劑和添加劑球磨混合即得；

或者，將添加劑原位復(fù)合在導(dǎo)電劑的骨架上，正極活性材料在原位復(fù)合過程中或者原位復(fù)合后添加，混合即得。

12.如權(quán)利要求11所述的鋰硫電池正極材料的制備方法，其特征在于，將合成添加劑的原料在包含正極活性材料和導(dǎo)電劑的溶液體系中反應(yīng)，在導(dǎo)電劑上原位復(fù)合添加劑，制得所述的鋰硫電池正極材料；或者，將合成添加劑的原料在包含導(dǎo)電劑的溶液體系中反應(yīng)，分離得到原位復(fù)合有添加劑的導(dǎo)電劑，隨后再和正極活性材料混合，即得。

13.一種所述的鋰硫電池正極，其特征在于，包括正極集流體、復(fù)合在正極集流體表面的權(quán)利要求1～10任一項所述的鋰硫電池正極材料，或者權(quán)利要求11或12所述的制備方法制得的鋰硫電池正極材料。

14.如權(quán)利要求13所述的鋰硫電池正極的制備方法，其特征在于，將所述的正極材料和粘合劑、溶劑漿化，涂覆在正極集流體上，固化得到所述的正極。

15.一種鋰硫電池，其特征在于，采用權(quán)利要求13所述的鋰硫電池正極。