[發明專利]多酸氧化物NVO在鋰硫電池正極中的應用

有效

• 申請號: 201910933521.5
• 申請日: 2019-09-29
• 公開（公告）號: CN112582611B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 張洪章;李先鋒;于瀅;張華民
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M10/052;H01M10/42
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.多酸氧化物NVO在鋰硫電池正極中的應用，其特征在于：

多酸氧化物NVO分子式為(NH₄)₃[H₃V₁₀O₂₈]，為單晶片狀材料，片層厚度為0.1-0.4 μm，片層面積為1-5μm²，片層間相互堆積，形成粒徑30-35μm的顆粒。

2.根據權利要求1所述的應用，其特征在于：

所述正極的組成為：粘結劑、NVO、碳硫復合物和導電碳共混物，或粘結劑、NVO和碳硫復合物共混物；且粘結劑所占質量分數為5%-15%，NVO所占質量分數為5%-15%，碳硫復合物所占質量分數為55%-90%，導電碳所占質量分數為0%-15%。

3.根據權利要求2所述的應用，其特征在于：

所述粘結劑為有機系粘結劑或水系粘結劑；

有機系粘結劑為聚丙烯腈(PAN)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙二醇（PEG）、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚砜(PES)、聚苯并咪唑（PBI）及聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)中的一種或二種以上；

所述的水系粘結劑為LA系列、羧甲基纖維素-丁苯橡膠（CMC-SBR）、β-環糊精和海藻酸鈉中一種或二種以上。

4.根據權利要求2所述的應用，其特征在于：

所述碳硫復合物為碳材料與硫的復合物中的一種或二種以上，碳材料為碳納米管、石墨烯、碳納米纖維、BP2000、KB600、KB300、XC-72、Super-P、乙炔黑、活性炭中的一種或兩種以上，或者為經過修飾或活化的上述碳材料中的一種或兩種以上；其中硫含量所占比例為65%-90%。

5.根據權利要求2所述的應用，其特征在于：所述的導電碳為碳納米管、石墨烯、碳納米纖維、BP2000、KB600、KB300、XC-72、Super-P、乙炔黑、活性炭中的一種或兩種以上。

6.根據權利要求1、2、3、4或5所述的應用，其特征在于：正極的制備過程為，

（1）配制粘結劑溶液：將有機系粘結劑加入有機溶劑中，在溫度為20～50℃下攪拌0.5～2 h，形成有機高分子樹脂的粘結劑溶液，有機高分子樹脂濃度在2 wt %-30wt%之間；或將水系粘結劑加入去離子水中，在溫度為20～50℃下攪拌0.5～2 h，形成粘結劑溶液，水系粘結劑濃度在1 wt %-30 wt%之間；

所述有機溶劑為二甲基亞砜（DMSO）、二甲基乙酰胺（DMAC）、N-甲基吡咯烷酮（NMP）和N,N-二甲基甲酰胺（DMF）中的一種或二種以上；

（2）在上述的粘結劑溶液中加入NVO和碳硫復合物，加入或不加入導電碳，在溫度為20~50℃下充分攪拌0.1-1 h，制成漿料；

（3）將制備的漿料在鋁制薄膜上刮涂成膜，50-70 ℃干燥12-24小時，制成電極。

7.根據權利要求6所述的應用，其特征在于：步驟（1）中有機溶劑為NMP。

8.根據權利要求6所述的應用，其特征在于：所制備的電極作為正極應用于鋰硫電池中。