[發明專利]一種硫碳復合正極材料的制備方法

有效

• 申請號: 202010467833.4
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN111682172B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: 張衛華;段瑞賢;郭少華;游才印
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62;H01M10/052
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 王丹

1.一種硫碳復合正極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、將單質硫、導電碳通過混料機研磨混合得到硫-碳機械混合料；

步驟2、采用成型模具將所述硫-碳機械混合料進行壓制，得到硫碳塊料；

步驟3、對所述硫碳塊料通過熱輥壓進行輥壓壓延、冷卻后，得到層片化硫碳片料；所述輥壓壓延過程具體為：

將所述硫碳塊料加熱至60℃-110℃，并保溫1h-5h后，通過熱輥壓進行恒溫輥壓壓延，單道次壓延變形度為70%~95%，輥壓壓延道次為1-5道次；所述層片化硫碳片料厚度小于等于0.01mm~0.1mm；

步驟4、在所述層片化硫碳片料表面涂覆層間導電介質后，進行疊層處理得到疊層硫碳正極材料；將所述疊層硫碳正極材料通過熱輥壓進行輥壓壓延，冷卻至室溫后，得到硫碳材料疊層；

輥壓壓延過程具體為：

將所述疊層硫碳正極材料加熱至60℃-110℃，并保溫1h-5h后，通過熱輥壓進行恒溫輥壓壓延，單道次壓延變形度為70%~95%，輥壓壓延道次為1-5道次；

步驟5、將所述硫碳材料疊層依次堆疊，模具沖裁并壓實，得到坯料；先將所述坯料放入密閉容器中，將密閉容器內的溫度升至150℃~200℃，保溫1h~3h，之后升溫至220℃~300℃，保溫0.5h~3h，降至室溫，再對所述坯料進行機械破碎、篩分，得到硫碳復合正極材料。

2.根據權利要求1所述的一種硫碳復合正極材料的制備方法，其特征在于，所述單質硫為微米硫、納米硫中的一種或兩種的混合物，所述導電碳為乙炔黑、SuperP、石墨烯、碳納米管、膨脹石墨中的一種或幾種的混合物。

3.根據權利要求1或2所述的一種硫碳復合正極材料的制備方法，其特征在于，所述單質硫、導電碳的質量比為90：10~99：1。

4.根據權利要求1所述的一種硫碳復合正極材料的制備方法，其特征在于，所述硫碳塊料的厚度小于等于15mm。

5.根據權利要求1所述的一種硫碳復合正極材料的制備方法，其特征在于，步驟4中所述層間導電介質與層片化硫碳片料的質量比為0.05：99.5~3：97，所述疊層處理方法包括卷繞或折疊，所述疊層硫碳正極材料的層數為5-10層。

6.根據權利要求1所述的一種硫碳復合正極材料的制備方法，其特征在于，所述硫碳材料疊層厚度為5μm~10μm，所述硫碳材料疊層中每層的厚度為0.5μm~2μm。

7.根據權利要求1所述的一種硫碳復合正極材料的制備方法，其特征在于，所述硫碳復合正極材料的粒徑為5μm~15μm。