[發明專利]一種高比容量的鈉硫電池正極材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010126186.0
• 申請日: 2020-02-27
• 公開（公告）號: CN111370696B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 張永光;王加義
• 申請（專利權）人: 肇慶市華師大光電產業研究院
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/38;H01M10/39
• 代理公司: 天津市尚文知識產權代理有限公司 12222
• 代理人: 郭平平

1.一種高比容量的鈉硫電池正極材料，其特征在于，該正極材料為硫-氧化鈷鐵復合材料，其中氧化鈷鐵具有海膽狀空心球結構；

該正極材料通過以下步驟制備所得：首先通過水熱法制備具有海膽狀空心球結構的氧化鈷鐵；然后采用球磨和熱融法將氧化鈷鐵摻硫制備硫-氧化鈷鐵復合材料；具體如下：

（ 1 ） 制備具有海膽狀空心球結構的氧化鈷鐵：首先將葡萄糖、硝酸鈷和硝酸鐵溶解于去離子水后，置于反應釜中進行水熱反應，反應完成后隨室溫冷卻，得到懸浮液；然后將所得懸浮液離心收集產物并洗滌、干燥，得到氧化鈷鐵粉末備用；最后將所得氧化鈷鐵粉末置于馬弗爐中熱處理后隨室溫冷卻，即得具有海膽狀空心球結構的氧化鈷鐵；

(2)制備硫-氧化鈷鐵復合材料：將步驟(1)中所得具有海膽狀空心球結構的氧化鈷鐵與純相納米硫粉置于球磨罐內進行混合處理，將球磨后得到的混合物置于氮氣保護下的管式爐中進行熱處理，即得復合材料。

2.根據權利要求1所述高比容量的鈉硫電池正極材料，其特征在于，所述步驟(1)中葡萄糖為10～20g，硝酸鈷為5～10g，硝酸鐵為1～3g，去離子水為100～200mL。

3.根據權利要求1所述高比容量的鈉硫電池正極材料，其特征在于，所述步驟(1)中水熱反應的反應溫度為200～240°C，反應時間為12～24小時。

4.根據權利要求1所述高比容量的鈉硫電池正極材料，其特征在于，所述步驟(1)中采用去離子水洗滌三次，在60°C條件下干燥。

5.根據權利要求1所述高比容量的鈉硫電池正極材料，其特征在于，所述步驟(1)中馬弗爐的熱處理具體為：在空氣條件下以1～5°C/min的升溫速度升溫至400～600°C，保溫1～2小時。

6.根據權利要求1所述高比容量的鈉硫電池正極材料，其特征在于，所述步驟(2)中按照質量比氧化鈷鐵：純相納米硫粉為1：2～5。

7.根據權利要求1所述高比容量的鈉硫電池正極材料，其特征在于，所述步驟(2)中球磨罐內在轉速為500～800r/min條件下混合處理3～5h。

8.根據權利要求1所述高比容量的鈉硫電池正極材料，其特征在于，所述步驟(2)中管式爐熱處理具體為：在100～200°C下熱處理8～24h。