[發明專利]鋰二次電池用正極活性材料、其制造方法及包含其的鋰二次電池在審
| 申請號: | 202180005953.5 | 申請日: | 2021-01-12 |
| 公開(公告)號: | CN114586196A | 公開(公告)日: | 2022-06-03 |
| 發明(設計)人: | 梁勝普;金義泰;孫權男 | 申請(專利權)人: | 株式會社LG新能源 |
| 主分類號: | H01M4/36 | 分類號: | H01M4/36;H01M4/58;H01M4/583;H01M10/0525 |
| 代理公司: | 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219 | 代理人: | 王海川;陳海濤 |
| 地址: | 韓國*** | 國省代碼: | 暫無信息 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 二次 電池 正極 活性 材料 制造 方法 包含 | ||
1.一種具有核/殼結構的鋰二次電池用正極活性材料,所述鋰二次電池用正極活性材料包含:
含有硫-碳復合材料的核;和
位于所述核的表面上的含有碳納米管的殼,
其中所述硫-碳復合材料含有熱膨脹后的還原型氧化石墨烯和包含在所述熱膨脹后的還原型氧化石墨烯的表面和內部的至少一部分中的硫。
2.根據權利要求1所述的具有核/殼結構的鋰二次電池用正極活性材料,其中所述熱膨脹后的還原型氧化石墨烯的比表面積為500m2/g~1200m2/g。
3.根據權利要求1所述的具有核/殼結構的鋰二次電池用正極活性材料,其中所述熱膨脹后的還原型氧化石墨烯的孔體積為3cm3/g~7cm3/g。
4.根據權利要求1所述的具有核/殼結構的鋰二次電池用正極活性材料,其中相對于100重量份的所述硫-碳復合材料,所述碳納米管的含量為0.5重量份~2重量份。
5.根據權利要求1所述的具有核/殼結構的鋰二次電池用正極活性材料,其中所述含有碳納米管的殼含有尺寸為2nm~200nm的孔。
6.根據權利要求1所述的具有核/殼結構的鋰二次電池用正極活性材料,其中所述熱膨脹后的還原型氧化石墨烯和硫以1:1~1:9的重量比混合。
7.根據權利要求1所述的具有核/殼結構的鋰二次電池用正極活性材料,其中所述鋰二次電池用正極活性材料為鋰-硫電池用正極活性材料。
8.一種制備具有核/殼結構的鋰二次電池用正極活性材料的方法,所述方法包括如下步驟:
(a)通過在300℃~500℃的溫度下的熱處理將氧化石墨烯熱膨脹;
(b)通過在700℃~1200℃的溫度下的熱處理將所述熱膨脹后的氧化石墨烯還原,以制備熱膨脹后的還原型氧化石墨烯;
(c)將所述熱膨脹后的還原型氧化石墨烯與硫混合以制備硫-碳復合材料;以及
(d)將所述硫-碳復合材料與碳納米管混合以將所述碳納米管布置在所述硫-碳復合材料的表面上。
9.根據權利要求8所述的制備具有核/殼結構的鋰二次電池用正極活性材料的方法,其中步驟(a)中的所述熱膨脹進行5分鐘~30分鐘。
10.根據權利要求8所述的制備具有核/殼結構的鋰二次電池用正極活性材料的方法,其中步驟(b)中的所述還原進行1小時~5小時。
11.根據權利要求8所述的制備具有核/殼結構的鋰二次電池用正極活性材料的方法,其中相對于100重量份的所述硫-碳復合材料,步驟(d)中的所述碳納米管的混合量為0.5重量份~2重量份。
12.根據權利要求8所述的制備具有核/殼結構的鋰二次電池用正極活性材料的方法,其中所述熱膨脹后的還原型氧化石墨烯具有500m2/g~1200m2/g的比表面積和3cm3/g~7cm3/g的孔體積。
13.一種鋰二次電池,所述鋰二次電池包含:正極;負極;設置在所述正極與所述負極之間的隔膜;和電解液,
其中所述正極含有權利要求1~7中任一項所述的正極活性材料。
14.根據權利要求13所述的鋰二次電池,其中所述正極中硫的負載量為2mg/cm2~15mg/cm2。
15.根據權利要求13所述的鋰二次電池,其中所述鋰二次電池為鋰-硫電池。
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