用于固态锂硫电池正极的材料、固态锂硫电池正极及它们的制备方法、固态锂硫电池.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115763787A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211591406.2H01M10/052(2010.01)(22)申请日2022.12.12(71)申请人上海轩邑新能源发展有限公司地址201806上海市嘉定区银龙路258弄24号1幢2层204室(72)发明人徐士琪王蒙李洋朱冠楠(74)专利代理机构北京康信知识产权代理有限责任公司11240专利代理师白雪(51)Int.Cl.H01M4/58(2010.01)H01M4/38(2006.01)H01M4/36(2010.01)H01M4/134(2010.01)H01M4/1395(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图1页(54)发明名称用于固态锂硫电池正极的材料、固态锂硫电池正极及它们的制备方法、固态锂硫电池(57)摘要本发明提供了一种用于固态锂硫电池正极的材料、固态锂硫电池正极及它们的制备方法、固态锂硫电池。该用于固态锂硫电池正极的材料具有核壳结构，其核层为锂二硫，壳层为含锂过渡金属硫化物。该材料能够有效减少因体积变化而造成的极片破碎失效和活性材料损耗，同时缓解锂硫体系正极电导率低的问题，使固态锂硫电池的循环和倍率性能得到了进一步的提升。除此之外，本发明将锂二硫作为起始材料，循环开始首先脱锂，而含锂过渡金属硫化物作为壳层也具有锂离子，因此能够降低锂二硫的脱锂阻力，提高活性材料的利用率。CN115763787ACN115763787A权利要求书1/1页1.一种用于固态锂硫电池正极的材料，其特征在于，所述用于固态锂硫电池正极的材料具有核壳结构，其核层为锂二硫，壳层为含锂过渡金属硫化物。2.根据权利要求1所述的用于固态锂硫电池正极的材料，其特征在于，所述核层的粒径为10～5000nm，优选为50～200nm；所述核层在所述用于固态锂硫电池正极的材料中的重量百分含量为50～90％。3.根据权利要求1或2所述的用于固态锂硫电池正极的材料，其特征在于，所述含锂过渡金属硫化物为至少两种含锂过渡金属硫化物的复合物；其中，所述过渡金属为Ti、Zr、Mo、Mn、Fe、Co、Ni中的一种或多种；优选地，所述含锂过渡金属硫化物为LiTiS2‑Li2TiS3。4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于固态锂硫电池正极的材料，其特征在于，所述过渡金属硫化物为不完全嵌锂状态。5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于固态锂硫电池正极的材料，其特征在于，所述过渡金属硫化物的厚度为1～200nm，优选为10～100nm。6.一种权利要求1至5中任一项所述的用于固态锂硫电池正极的材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将锂二硫与有机溶剂混合，得到第一混合溶液；其次，将过渡金属盐加入所述混合溶液中，得到第二混合溶液；最后，将所述第二混合溶液、干燥，得到所述用于固态锂硫电池正极的材料。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述过渡金属盐中过渡金属为Ti、Zr、Mo、Mn、Fe、Co、Ni中的一种或多种。8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：将过渡金属盐加入所述混合溶液中，在20～80℃下反应8～48h，得到第二混合溶液。9.根据权利要求6至8中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为THF和/或NMP。10.根据权利要求6至9中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述干燥之前，将所述第二混合溶液进行清洗除杂；优选地，清洗溶剂为THF和/或NMP。11.一种固态锂硫电池正极，其特征在于，所述固态锂硫电池正极包括权利要求1至5中任一项所述的用于固态锂硫电池正极的材料和固态电解质；可选地，所述固态锂硫电池正极还包括导电剂。12.根据权利要求11所述的固态锂硫电池正极，其特征在于，以所述固态锂硫电池正极的总重量计，所述用于固态锂硫电池正极的材料的重量百分含量为40～70％，所述固态电解质的质量占比为30～50％，所述导电剂的质量占比为0～10％；优选地，所述用于固态锂硫电池正极的材料的重量百分含量为30～50％，所述固态电解质的质量占比为20～40％，所述导电剂的质量占比为0～5％。13.一种根据权利要求11或12所述的固态锂硫电池正极的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括：将所述用于固态锂硫电池正极的材料、所述固态电解质、所述导电剂进行混合，然后进行热压处理，得到所述固态锂硫电池正极。14.一种固态锂硫电池，其特征在于，所述固态锂硫电池包括正极、负极和固态电解质层；其中，所述正极为根据权利要求11或12所述的固态锂硫电池正极。2CN115763787A说明书1/6页用于固态锂硫电池正极的材料、固态锂硫电池正极及它们的制备方法、固态锂硫电池技术领域[0001