[發(fā)明專利]一種鋰硫電池多孔正極及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910161794.2
• 申請日: 2019-03-04
• 公開（公告）號: CN111653728B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賴延清;洪波;向前;王大鵬;張雪亞;張治安;張凱;方靜
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: H01M4/139
• 分類號: H01M4/139;H01M4/13;H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所(普通合伙) 43114
• 代理人: 盛武生;魏娟

1.一種鋰硫電池多孔正極的制備方法，其特征在于，該方法包含以下步驟：

步驟1）將多孔碳材料與硫在正壓下進(jìn)行第一次載硫處理，制得第一載硫碳材料；第一載硫碳材料的載硫量為20 wt.%~80 wt.%；

步驟2）將第一載硫碳材料、粘結(jié)劑、造孔劑用分散劑漿化，制得正極漿料；所述的造孔劑為粒徑為20nm～200nm的單質(zhì)硫顆粒；造孔劑占固體顆粒總重的5wt.%~40wt.%；

步驟3）將正極漿料在集流體上進(jìn)行涂布制成極片，隨后經(jīng)干燥、輥壓處理；

步驟4）輥壓后的正極片在正壓下進(jìn)行第二次載硫處理，制得所述的鋰硫電池多孔正極；

第一次載硫處理、第二次載硫處理過程的溫度為160~180℃；

所述的正壓指大于大氣壓。

2.如權(quán)利要求1所述的鋰硫電池多孔正極的制備方法，其特征在于，所述多孔碳材料為碳納米籠、科琴黑、碳納米管、石墨烯、中空碳球中的一種或多種的混合物。

3.如權(quán)利要求1所述的鋰硫電池多孔正極的制備方法，其特征在于，在所述步驟1）中，所述硫?yàn)閱钨|(zhì)硫粉。

4.如權(quán)利要求1所述的鋰硫電池多孔正極的制備方法，其特征在于，在所述步驟1）中，所述硫?yàn)榫酆衔锪颉?/p>

5.如權(quán)利要求1所述的鋰硫電池多孔正極的制備方法，其特征在于，步驟1）中，第一載硫碳材料的載硫量為60 wt.%~80 wt.%。

6.如權(quán)利要求5所述的鋰硫電池多孔正極的制備方法，其特征在于，造孔劑占固體顆粒總重的5wt.%~25wt.%。

7.如權(quán)利要求1~6任一項(xiàng)所述的鋰硫電池多孔正極的制備方法，其特征在于，第一次載硫處理、第二次載硫處理過程的壓強(qiáng)為1.01~2atm。

8.一種權(quán)利要求1~7任一項(xiàng)制備方法制得的鋰硫電池多孔正極，其特征在于，包括粘結(jié)劑材料層；所述的粘結(jié)劑材料層中分散有正極活性材料和造孔劑遺留空穴；所述的正極活性材料為載硫量為60~90wt.%的硫碳復(fù)合材料，所述的空穴所占體積百分?jǐn)?shù)為5~20%。

9.一種權(quán)利要求8所述的鋰硫電池多孔正極的應(yīng)用，其特征在于，將其作為正極極片，用于組裝成鋰硫電池。

10.一種鋰硫電池，其特征在于，包含權(quán)利要求8所述的多孔正極。