The invention discloses sulfur doped oxide composite material and method for a lithium sulfur battery anode preparation method. By doping oxide and sulfur in the mass ratio of ingredients, mixing, and then in 120 to 450 DEG C under inert atmosphere, calcination heat for 1 to 48 hours, which is prepared by doping lithium sulfur battery oxide sulfur composite cathode materials. Compared with conventional porous carbon / sulfur composite material, using composite cathode materials showed better corrosion resistance and low loss of the electrochemical active surface area formula and preparation method of lithium sulfur battery of the invention can effectively improve the utilization rate of active substances of sulfur, and then improve the battery ratio the capacity and cycle life. The preparation method has the advantages of easy operation, low cost and suitability for mass production, and is a composite material of lithium sulfur battery anode, which has the advantages of high energy density, environment friendliness and low price.
【技术实现步骤摘要】
一种锂硫电池正极用元素掺杂氧化物-硫复合材料及其制备方法
本专利技术涉及一种锂硫电池正极用元素掺杂氧化物-硫复合材料及其制备方法,属于无机纳米材料及化学电源领域。
技术介绍
近年来,随着便携式电子设备、消费类电子设备、电动汽车和大型电网对化学储能电池需求的稳定增长,二次电池迎来了最好的发展时机。但是,现有的锂离子电池的能量密度和循环寿命仍不足以满足上述许多应用,迫切需要具有更高容量的电极材料。多年来,用于可充电电池的新型高性能的负极材料(如硅和锡)已经取得了显著进展,但主要的限制因素仍然是正极材料相对较低的容量。硫是一种非常有前景的正极材料,比容量高达1675mAh/g,是现有的基于过渡金属氧化物和磷酸盐类正极材料的3-5倍左右。但是,基于硫电极的锂硫电池体系的商业化还存在几个关键问题:(1)单质硫不导电;(2)中间产物聚硫化物的溶解;(3)电解液和聚硫化物对载体碳材料的腐蚀进而导致的电极结构破坏。这些问题的存在导致锂硫电池的比容量衰减快,库伦效率低和循环寿命短。多年来,大量的工作致力于解决前两个问题,通过使用导电材料,包括多孔碳,石墨烯和导电聚合物,试图改善他们的电子导电性和限制聚硫化物的溶解。然而,对第三个问题的重视不足是导致锂硫电池循环寿命不能达到产业化要求重要因素之一。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有良好抗腐蚀性以及较低电化学活性表面积损失的元素掺杂氧化物-硫复合材料及其制备方法,这种复合材料可用于锂硫电池正极材料。本专利技术所述的元素掺杂氧化物-硫复合材料,包括下述质量比的原料:元素掺杂氧化物1;单质硫1~10;所述元素掺杂氧化物中的 ...
【技术保护点】
一种锂硫电池正极用元素掺杂氧化物‑硫复合材料,其特征在于,包括下述质量比的原料:元素掺杂氧化物 1;单质硫 10~1;所述元素掺杂氧化物中的氧化物为二氧化锡或二氧化钛;所述元素掺杂氧化物是单元素掺杂氧化物,或是多元素共掺杂氧化物;当所述元素掺杂氧化物为二氧化锡时,掺杂元素包括硼、氮、氟、铝、铁、钴、镍、铜、锌、钼和铈;当所述元素掺杂氧化物为二氧化钛时,掺杂元素包括硼、氮、氟、铝、锰、铁和铜。
【技术特征摘要】
1.一种锂硫电池正极用元素掺杂氧化物-硫复合材料,其特征在于,包括下述质量比的原料:元素掺杂氧化物1;单质硫10~1;所述元素掺杂氧化物中的氧化物为二氧化锡或二氧化钛;所述元素掺杂氧化物是单元素掺杂氧化物,或是多元素共掺杂氧化物;当所述元素掺杂氧化物为二氧化锡时,掺杂元素包括硼、氮、氟、铝、铁、钴、镍、铜、锌、钼和铈;当所述元素掺杂氧化物为二氧化钛时,掺杂元素包括硼、氮、氟、铝、锰、铁和铜。2.根据权利要求1所述的一种锂硫电池正极用元素掺杂氧化物-硫复合材料,其特征在于,所述元素掺杂氧化物中,掺杂元素的含量介于0.01wt%-20wt%之间。3.根据权利要求1所述的一种锂硫电池正极用元素掺杂氧化物-硫复合材料,其特征在于,所述元素掺杂氧化物具有一定的比表面积,比表面积介于50m2/g至3000m2/g之间。4.根据权利要求1所述的一种锂硫电池正极用元素掺杂氧化物-硫复合材料,其特征在于,所述元素掺杂氧化物的孔容介于0.2cm3/g和4.2cm3/g之间,其中微孔孔容介于0.05cm3/g和2.0cm3/g之间。5.一种基于权利要求1所述的锂硫...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵生荣,范瑞娟,冯皓,田占元,邓增社,
申请(专利权)人:陕西煤业化工技术研究院有限责任公司,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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