The invention discloses a lithium sulfur battery cathode material and a preparation method thereof, in the presence of template by flower like Zinc Oxide and dopamine composite preparation / polydopamine flower like Zinc Oxide, then carbonization, acid treatment, forming a three-dimensional flower like carbon structure, and then to the three dimensional flower like carbon structure as the carrier the sulfur filled, finally in the carbon sulfur composite material coated with a layer of conductive polymer PDA, effectively improve the sulfur as cathode materials of lithium sulfur battery electrochemical performance and stability. The cathode material of lithium sulfur battery has a flower like shape, which can effectively improve the surface area in contact with the electrolyte is more complete; the sulfur utilization level hole three-dimensional flower shaped structure formed by carbon supported and coated with conductive polymer, effectively inhibit the loss of polysulfide, improve the electrode conductivity and cycling stability.
【技术实现步骤摘要】
一种锂硫电池正极材料及其制备方法
本专利技术属于锂硫电池领域,具体涉及一种锂硫电池正极材料及其制备方法。
技术介绍
当前可充电电池性能的主要限制因素在于正极的容量较低。硫的理论容量为1675mAh/g,远远高于商业上广泛应用的钴酸锂电池的容量(<150mAh/g),是目前除氧气以外能量密度最高的锂二次电池正极材料。此外锂硫电池具有高能量密度、优良的安全性、环保及低成本等特点,可较好地满足了未来动力电池的要求,应用前景广阔。目前,锂硫电池主要存在以下问题:第一,单质硫本身导电性非常差,阻碍了电子的传输,对电池的性能产生影响;第二,单质硫在充放电过程中,正极材料单质硫会最初的环状S8变为固态短链的Li2S2和Li2S,会发生体积膨胀,膨胀率达到80%;第三,在电池充放电过程中,中间产物多硫化物会溶解在电解液中,当多硫化物到达负极时,与锂片发生副反应,并产生“穿梭效应”,使得电池循环稳定性降低。因此进一步探索新型锂硫电池正极材料具有重要的实际应用意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足,提供一种锂硫电池正极材料,该材料可有效解决锂硫电池中正极材料活性硫的散失和穿梭效应的问题,提高电池的循环稳定性,且涉及的制备方法简单,适合推广应用。为实现上述目的,本专利技术采用的技术方案为:一种锂硫电池正极材料,它呈三维花状结构,所述三维花状结构由表面包覆导电聚合物的中空碳纳米线组成。上述方案中,所述导电聚合物为聚多巴胺(PDA)。本专利技术的另一目的是提供一种锂硫电池正极材料的制备方法,它包括如下步骤:1)将氢氧化钠和乙酸锌溶于水中进行水热反应得到花状氧化 ...
【技术保护点】
一种锂硫电池正极材料,其特征在于,它呈三维花状结构,所述三维花状结构由表面包覆导电聚合物的中空碳纳米线组成。
【技术特征摘要】
1.一种锂硫电池正极材料,其特征在于,它呈三维花状结构,所述三维花状结构由表面包覆导电聚合物的中空碳纳米线组成。2.根据权利要求1所述的锂硫电池正极材料,其特征在于,所述导电聚合物为聚多巴胺。3.一种锂硫电池正极材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:1)将氢氧化钠和乙酸锌溶于水中进行水热反应得到花状氧化锌;2)将花状氧化锌、介孔造孔剂混合于水中,然后加入三羟甲基氨基甲烷和多巴胺盐酸盐进行混合包覆反应,随后将所得产物抽滤干燥,得固体产物I;3)将所得固体产物I、微孔造孔剂均匀混合于水中,然后依次加入三羟甲基氨基甲烷和多巴胺盐酸盐再次进行混合包覆反应,得固体产物II;然后进行抽滤、干燥、碳化,再用酸去除氧化锌模板,得三维花状碳材料;4)将所得三维花状碳材料与硫粉进行复合,然后进行吹扫,去除未填充入孔道的硫,得硫填充的三维花状碳材料;5)将所得硫填充的三维花状碳材料进行导电聚合物包覆处理,即得所述锂硫电池正极材料。4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述微孔造孔剂为十二烷基硫酸钠,介孔造孔剂为P123。5....
【专利技术属性】
技术研发人员:陈丽华,寇柱,王志豪,蔡昌,吴攀,余勇,苏宝连,
申请(专利权)人:武汉理工大学,
类型:发明
国别省市:湖北,42
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