一种锂硫电池硫/碳正极复合材料的制备方法.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CN107768656A(43)申请公布日2018.03.06(21)申请号201711102033.7(22)申请日2017.11.10(71)申请人郑州比克电池有限公司地址450000河南省郑州市中牟县中兴路与比克大道交叉口向西300米路北(72)发明人孙志国贾秋荣(51)Int.Cl.H01M4/36(2006.01)H01M4/38(2006.01)H01M4/62(2006.01)H01M10/052(2010.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种锂硫电池硫/碳正极复合材料的制备方法(57)摘要本发明提供了一种锂硫电池硫/碳正极复合材料的制备方法，包括以下步骤：（1）制备预反应溶液a；（2）将一定量的盐酸多巴胺加入到预反应溶液a中，然后进行超声聚合反应，反应结束后过滤，得到固体状态的前驱体b；（3）将前驱体b在Ar气氛下先升温至400℃，高温烧结3h，然后再升温至850℃，高温烧结3h，得到载硫碳基质材料c；（4）将载硫碳基质材料c与单质硫按一定比例混合，研磨均匀以后在惰性气体气氛中密闭状态下，高温155℃保温12h，然后升温至300℃保温2h，得到硫/碳复合材料d。本发明的优点是提高了单质硫的导电性，优化碳骨架的比表面积，为活性单质硫的负载和膨胀留出空间，同时阻挡多硫化物向电解液中溶解，提高硫电极的电性能。CN107768656ACN107768656A权利要求书1/1页1.一种锂硫电池硫/碳正极复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：先配置出溶度为0.1mol/L的盐酸溶液，再配置浓度为0.1mol/L的三羟甲基氨基甲烷（Tris）溶液；取一定量的上述配置好的盐酸溶液和三羟甲基氨基甲烷（Tris）溶液，依次加入到一定量的去离子水中进行混合，混合后制得PH=8.5的缓冲溶液；向缓冲溶液中加入1ml的曲拉通X-100，超声波进行均匀分散后得到预反应溶液a；将一定量的盐酸多巴胺加入到步骤（1）中的预反应溶液a中，然后进行超声聚合反应，反应结束后过滤，得到固体状态的前驱体b；将步骤（2）中的前驱体b在Ar气氛下先升温至400℃，高温烧结3h，然后再升温至850℃，高温烧结3h，得到载硫碳基质材料c；将步骤（3）中的载硫碳基质材料c与单质硫按一定比例混合，随后进行研磨，研磨均匀以后在惰性气体气氛中密闭状态下，高温155℃保温12h，然后升温至300℃保温2h，最终得到硫/碳复合材料d。2.根据权利要求1所述的一种锂硫电池硫/碳正极复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，取配好的浓盐酸溶液的量为14.5-15.0ml，三羟甲基氨基甲烷（Tris）溶液的量为50ml，去离子水的量为35.0-35.5ml。3.根据权利要求1所述的一种锂硫电池硫/碳正极复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，预反应溶液a中的曲拉通X-100质量百分比为0.5%~10%。4.根据权利要求1所述的一种锂硫电池硫/碳正极复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中，盐酸多巴胺的加入量为6g，所述盐酸多巴胺与曲拉通X-100的质量/体积比为1~3。5.根据权利要求1所述的一种锂硫电池硫/碳正极复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中，超声聚合反应的时间为0.5-24h。6.根据权利要求1所述的一种锂硫电池硫/碳正极复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中，高温烧结时温度升温速率范围为2-5℃/min。7.根据权利要求1所述的一种锂硫电池硫/碳正极复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中，载硫碳基质材料c与单质硫按质量为3:7的比例混合；所述步骤（4）中，惰性气氛为高纯氩气气氛。2CN107768656A说明书1/4页一种锂硫电池硫/碳正极复合材料的制备方法技术领域[0001]本发明涉及锂离子电池正极材料制备技术领域，尤其涉及到一种锂硫电池硫/碳正极复合材料的制备方法。背景技术[0002]锂离子电池具有较高的理论比容量和能量密度，循环寿命长，无记忆效应，适用性强等优势，自1991年索尼公司商用化以来，获得了广泛的关注和发展，并随着便携式电子设备如笔记本电脑、手机的快速发展而迅速普及。随着现代电子通讯设备设计朝着以“轻、薄、短、小”为特征的方向发展，以及电动汽车对长续航里程和储能设备的储能需求，对体积小，能量密度高的动力型锂离子电池体系的需求日益急迫。[0003]锂硫电池以单质硫作为正极材料，理论比容量高达1675mAh/g，能量密度可达到2600Wh/kg，并且单质硫具有储量丰富，价格便宜，环境友好等优点，被认为是最有发展前景的下一代能量存储体系之一。锂硫电池目前还存在以下几个方面的问题；1）导电性差；单质硫