[發明專利]S@VxSy復合正極材料及其制備方法和鋰硫電池

有效

• 申請號: 202110286607.0
• 申請日: 2021-03-17
• 公開（公告）號: CN113066979B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 王穎;張義永;戶秀瓊;侯冀岳;張斌偉;艾瑞;毛宇睿
• 申請（專利權）人: 攀枝花學院
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/38;H01M10/052;C01B17/02;C01G31/00
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙) 51124
• 代理人: 羅貴飛

1.S@V_xS_y復合正極材料，其特征在于：S@V_xS_y復合正極材料包括復合粒子，所述復合粒子包括釩基體和非金屬碳材料，釩基體與非金屬碳材料的質量比為3-8∶1，所述釩基體的前驅體分子式為VS₄，VS₄為六棱雪花片狀結構；

所述S@V_xS_y復合正極材料的制備方法，包括如下步驟：

a.在乙二醇中加入釩源，充分溶解后加入硫源和非金屬碳材料，加入釩源和硫源的摩爾比為1∶1-11，充分溶解后放入反應釜中升溫至150-220℃，反應結束后清洗，離心過濾后真空干燥，得到VS₄復合材料；

b.將步驟a得到的VS₄復合材料放入管式爐，通入惰性氣體排空后，按1-10℃/min的速率升溫至200-500℃保溫1-5h，然后按2-10℃/min的速率升至600-1000℃保溫0.5-3h，煅燒后得到V_xS_y復合正極材料；

c.將硫單質和步驟b得到的V_xS_y復合正極材料復合，得到S@V_xS_y復合正極材料。

2.根據權利要求1所述的S@V_xS_y復合正極材料，其特征在于：所述釩基體為V_xS_y，所述非金屬碳材料為碳納米管、Super P、石墨烯、葡萄糖、蔗糖中的至少一種。

3.根據權利要求1所述的S@V_xS_y復合正極材料，其特征在于：所述釩基體與非金屬碳材料的質量比為4-6∶1。

4.根據權利要求1所述的S@V_xS_y復合正極材料，其特征在于：步驟a中，乙二醇的加入量為反應容器容積的55-65%。

5.根據權利要求1所述的S@V_xS_y復合正極材料，其特征在于：步驟a中，非金屬碳材料為石墨烯和葡萄糖；石墨烯加入量占釩源與硫源總質量的5-10%，葡萄糖和釩源的摩爾比為1∶1-4。

6.根據權利要求1所述的S@V_xS_y復合正極材料，其特征在于：步驟a中，釩源為偏釩酸銨，硫源為硫代乙酰胺或硫脲中的一種。

7.根據權利要求1所述的S@V_xS_y復合正極材料，其特征在于：步驟c中，將硫單質與步驟b得到的V_xS_y復合正極材料按質量比6-8∶2-4稱量后研磨，然后放入手套箱中靜置1-5h，轉入反應釜中以1-10℃/min的速率加熱，先升溫至100-200℃保溫5-12h，再升溫至300-350℃保溫0.5-3h。

8.根據權利要求7所述的S@V_xS_y復合正極材料，其特征在于：研磨采用瑪瑙研缽，研磨時間為25-35min，所述手套箱為氬氣手套箱，所述反應釜為聚四氟乙烯反應釜。

9.鋰硫電池，其特征在于：所述鋰硫電池包含權利要求1-8中任一項所述的S@V_xS_y復合正極材料。