硫碳复合物、包含所述硫碳复合物的锂硫电池用正极和包含所述正极的锂硫电池.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113853698A(43)申请公布日2021.12.28(21)申请号202080035203.8(74)专利代理机构中原信达知识产权代理有限(22)申请日2020.05.29责任公司11219代理人王海川陈海涛(30)优先权数据10-2019-00643102019.05.31KR(51)Int.Cl.H01M4/36(2006.01)(85)PCT国际申请进入国家阶段日H01M4/38(2006.01)2021.11.11H01M4/583(2010.01)(86)PCT国际申请的申请数据H01M4/60(2006.01)PCT/KR2020/0070012020.05.29H01M4/62(2006.01)(87)PCT国际申请的公布数据H01M10/052(2010.01)WO2020/242247KO2020.12.03(71)申请人株式会社LG新能源地址韩国首尔(72)发明人金秀炫金壮培李齐埙张完洙权利要求书2页说明书12页附图5页(54)发明名称硫碳复合物、包含所述硫碳复合物的锂硫电池用正极和包含所述正极的锂硫电池(57)摘要本发明提供一种硫碳复合物，所述硫碳复合物包含硫和涂布有包含共聚物的涂层材料的碳材料，所述共聚物包含含有邻苯二酚基团的单体和含有锂离子传导体的单体；一种包含所述硫碳复合物的锂硫电池用电极；和一种包含如上所述的电极的锂硫电池。CN113853698ACN113853698A权利要求书1/2页1.一种硫碳复合物，其包含：涂布有共聚物的碳材料，所述共聚物包含含有邻苯二酚基团的单体和含有锂离子传导体的单体；和硫。2.根据权利要求1所述的硫碳复合物，其中所述含有邻苯二酚基团的单体与所述含有锂离子传导体的单体的摩尔比为1～5：5～9。3.根据权利要求1所述的硫碳复合物，其中所述共聚物的重均分子量为5000～1000000。4.根据权利要求1所述的硫碳复合物，其中所述共聚物为无规共聚物。5.根据权利要求1所述的硫碳复合物，其中所述含有邻苯二酚基团的单体为乙烯基类单体。6.根据权利要求1所述的硫碳复合物，其中所述含有锂离子传导体的单体为能够与所述含有邻苯二酚基团的单体聚合并且具有锂离子传导性的单体。7.根据权利要求1所述的硫碳复合物，其中所述含有锂离子传导体的单体为选自含有亚乙氧基的单体和含有砜基的单体中的至少一种。8.根据权利要求1所述的硫碳复合物，其中所述共聚物由下式1表示：[式1]其中R1和R2各自独立地为氢或甲基，a和b表示各单体的摩尔比，a为1～5，并且b为5～9；且n为1～20的自然数。9.根据权利要求1所述的硫碳复合物，其中所述碳材料包含选自由石墨、石墨烯、炭黑、碳纳米管、碳纤维、碳纳米带、碳纳米条、碳纳米棒和活性炭构成的组中的至少一种。10.根据权利要求1所述的硫碳复合物，其中所述包含含有邻苯二酚基团的单体和含有锂离子传导体的单体的共聚物与所述碳材料的重量比为0.1:99.9～5:95。11.根据权利要求1所述的硫碳复合物，其中所述硫为选自由无机硫、Li2Sn(n≥1)、二硫化物化合物、有机硫化合物和碳硫聚合物构成的组中的至少一种。12.一种锂硫电池用正极，其包含根据权利要求1所述的硫碳复合物。2CN113853698A权利要求书2/2页13.一种锂硫电池，其包含正极；负极；置于所述正极与所述负极之间的隔膜；和电解质，其中所述正极为根据权利要求12所述的正极。3CN113853698A说明书1/12页硫碳复合物、包含所述硫碳复合物的锂硫电池用正极和包含所述正极的锂硫电池技术领域[0001]本申请要求基于2019年5月31日提交的韩国专利申请第10‑2019‑0064310号和2020年5月29日提交的韩国专利申请第10‑2020‑0064835号的优先权的权益，这些韩国专利申请的全部内容以引用的方式并入本文。[0002]本发明涉及一种硫碳复合物、包含所述硫碳复合物的锂硫电池用正极和包含所述正极的锂硫电池。背景技术[0003]随着锂二次电池的使用范围不仅扩展到便携式电子装置和通信装置，而且还扩展到电动车辆(EV)和蓄电系统(ESS)，对用作它们的电源的锂二次电池的高容量的需求正在不断增加。[0004]各种锂二次电池当中的锂硫电池是使用具有硫‑硫键的硫类材料作为正极活性材料并且使用锂金属、其中发生锂离子的嵌入/脱嵌的碳类材料或与锂形成合金的硅或锡作为负极活性材料的二次电池。[0005]锂硫电池的优点在于，作为锂硫电池中的正极活性材料的主要材料的硫具有低的原子量，资源非常丰富并且因此易于供应和接收，并且价格便宜、无毒且环保。[0006]由于锂硫电池的理论能量密度比其它电池系统(Ni‑MH电池：450Wh/kg；Li‑Fe