[發明專利]一種B-Mo-C載體及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202011284298.5
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112421041B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 郭亞晴;潘立升;趙國華;李飛;張寓
• 申請（專利權）人: 奇瑞商用車（安徽）有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/38;H01M10/052
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 任晨晨

本發明提供了一種B?Mo?C載體及其制備方法和應用，本發明利用MoS₂和引入B元素改性電池正極材料。針對穿梭問題，制備的B?Mo?C材料具有高的比表面積和強的吸附能力，能為硫和多硫化物提供負載空間并對其產生吸附，減小多硫化物穿梭。本發明利用MoS₂修飾的硫正極材料B?Mo?C，電化學測試結果表明性能提升效果明顯，在0.1C電流密度下，鋰硫電池首次放電容量為1000mAh/g以上，0.1C倍率下，循環100次后其容量保持率達到70％以上。因此，B、MoS₂修飾的硫正極材料能有效改善電池循環性能和倍率性能。

技術領域

本發明屬于新能源電池材料技術領域,具體涉及一種B-Mo-C載體及其制備方法和應用。

背景技術

鋰離子電池因其固有的優點而成為現代商業化可充電電池中性能較好的電池體系，其主要使用磷酸鐵鋰、磷酸錳鋰及鎳鈷錳三元復合物作為正極材料，理論容量約300mAh·g^-1，所以該類電池已不能滿足便攜式設備特別是車載電池對能量的需求。因此高比能量密度的正極材料是當今各個國家的研究焦點。鋰硫電池因其高的能量密度而備受關注，其比容量可達1675 mAh·g^-1。

鋰硫電池正極材料活性物質為硫，硫單質因具有自然界豐度大、環境友好、無毒等使其具有成本低、無污染等優勢。但鋰硫電池的實際應用面臨著一些阻礙，如單質硫導電性差(5×10^-30S·cm^-1)，充放電反應的中間體多硫化物易溶于有機電解液而引起穿梭效應以及反應前后電極體積變化大(～ 80％)等。

但其商業化仍存在許多挑戰，主要是活性物質硫的利用率低、循環穩定性差、庫倫效率低及安全性待評估等問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種B-Mo-C載體，具有高的比表面積和強的吸附能力，能為硫和多硫化物提供負載空間并對其產生吸附，減小多硫化物穿梭，從而提高電池的電化學性能。

本發明還有一個目的在于提供一種B-Mo-C載體的制備方法，針對硫正極導電性差及多硫化物在正負極穿梭問題，利用MoS₂和引入B元素改性電池正極材料，解決上述問題。

一種B-Mo-C載體的應用，用于制作鋰硫電池。

本發明具體技術方案如下：

一種B-Mo-C載體的制備方法，包括以下步驟：

1)將間苯二酚溶解于無水乙醇和超純水的混合溶液中，再加入濃鹽酸和硼酸，室溫密閉條件下攪拌，接著向攪拌后的溶液中逐滴加入甲醛溶液，攪拌混合后，再加熱攪拌反應；

2)將MoS₂分散在水中，再加入到步驟1)所得反應體系中，室溫攪拌后，加熱反應，再經干燥后冷卻至室溫，再洗滌、干燥、碳化處理，得到B-Mo-C 載體。

步驟1)中所述無水乙醇和超純水體積比為1:1-2。

步驟1)中間苯二酚和無水乙醇和超純水的混合溶液用量比為 1:9-12g/ml。

步驟1)中所述濃鹽酸質量分數37％；

步驟1)中濃鹽酸中HCl摩爾量為間苯二酚摩爾量的1:1.5-2倍；硼酸 H₃BO₃和間苯二酚的摩爾比1/50-1/10；

步驟1)中所述室溫密閉條件下攪拌，轉速為300-500r/min，時間為1-2h。

步驟1)中所述甲醛溶液質量分數37％。

步驟1)中所述間苯二酚和甲醛溶液中的甲醛的摩爾比為1：2-4；

步驟1)中所述攪拌混合是指轉速為300-500r/min攪拌1-2h。