一种能够提高锂电池电容量的正极材料制造技术

技术编号:17782499 阅读:29 留言:0更新日期:2018-04-22 12:45
本发明专利技术涉及锂电池的研发技术领域,公开了一种能够提高锂电池电容量的正极材料,采用聚乙烯醇、糠醛丙酮树脂与单质硫复合的方法,生成具有共扼结构的含硫复合有机材料,在熔融状态下与导电聚合物在分子水平上接触,其吸附电解液后,具有较高的电导率和良好的机械性能,从而增大了电极反应的实际面积,提高了硫的利用率,增加了充放电次数,不仅解决了硫化物电池正极材料电容量小的问题,而且能够在较高的温度下工作不发生腐蚀。

【技术实现步骤摘要】
一种能够提高锂电池电容量的正极材料
本专利技术属于锂电池研发
,具体涉及一种能够提高锂电池电容量的正极材料。
技术介绍
锂电池是一种以锂金属或锂合金为负极材料,使用非水电解质溶液的一次电池,与可充电电池锂离子电池跟锂离子聚合物电池是不一样的。锂电池的专利技术者是爱迪生。由于锂金属的化学特性非常活泼,使得锂金属的加工、保存、使用,对环境要求非常高。所以,锂电池长期没有得到应用。随着二十世纪末微电子技术的发展,小型化的设备日益增多,对电源提出了很高的要求。锂电池随之进入了大规模的实用阶段。由于锂金属的化学特性非常活泼,使得锂金属的加工、保存、使用,对环境要求非常高,所以锂电池生产要在特殊的环境条件下进行。但是由于锂电池的很多优点,锂电池被广泛的应用在电子仪表、数码和家电产品上。但是,锂电池多数是二次电池,也有一次性电池,少数的二次电池的寿命和安全性比较差。目前的锂二次电池正极材料主要有以下几类:第一类是具有层状结构的过渡金属氧化物、硫化物等,如常用的有LiMn204,LiCo02、LiNiO2等,第二类是导电高分子材料,如聚苯胺(PAn)聚乙炔(PA)、聚吡咯(PPy)、聚噻吩(PTh)等,第三类是硫及硫化物电池正极材料。其中硫化物电池正极材料制作成本低的优点受到人们欢迎,但其虽然具有较高的能量密度,但它的电容量小,循环性差,故它一般只能作为一次性电池使用。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的问题,提供了一种能够提高锂电池电容量的正极材料,不仅解决了硫化物电池正极材料电容量小的问题,而且能够在较高的温度下工作不发生腐蚀。本专利技术是通过以下技术方案实现的:一种能够提高锂电池电容量的正极材料,其制备成方法包括以下步骤:(1)取150-160毫升的去离子水加入到蒸馏装置中,加热蒸馏收集蒸馏水,将新收集制备的蒸馏水倒入装有电动搅拌器、冷凝管及温度计的四口反应瓶中,使用油浴加热至70-80℃,加入O.18-0.20克的聚乙烯醇,搅拌溶解;(2)待聚乙烯醇全部溶解后,将加热温度降低至60-65℃,然后依次加入4.0-5.0毫升的乙二胺四乙酸、2.5-3.0克糠醛丙酮树脂,搅拌15-20分钟后通氮气,通气5-8分钟后加入8-10克单质硫,在600-700转/分钟下反应2-3小时,降低搅拌速度和反应温度,向反应液中加入0.2-0.3克偶氮二异丁腈,继续反应3-4小时后终止反应;(3)将反应物进行过滤、洗涤,在50-60℃下干燥2-3小时,向得到的干燥产物中加入30-40毫升的无水乙醇,微波振荡搅拌30-40分钟,然后在90-100℃加热下旋转蒸发除去无水乙醇,将剩余固体研磨至600-800目大小,再放入管式炉中,在混合气体保护下,设定加热温度为1100-1200℃,煅烧10-12小时,冷却得到黑色产物即为含硫复合有机材料。作为对上述方案的进一步描述,所述乙二胺四乙酸为使用无水乙醇溶解的质量浓度为40-50%的混合溶液。作为对上述方案的进一步描述,步骤(2)所述降低搅拌速度和反应温度至速度为350-450转/分钟,反应温度为40-50℃。作为对上述方案的进一步描述,步骤(3)中所述混合气体为氮气和氩气按照体积比为8-10:1的比例混合。本专利技术相比现有技术具有以下优点:为了解决现有硫化物电池正极材料电容量小的问题,本专利技术提供了一种能够提高锂电池电容量的正极材料,采用聚乙烯醇、糠醛丙酮树脂与单质硫复合的方法,生成具有共扼结构的含硫复合有机材料,在熔融状态下与导电聚合物在分子水平上接触,其吸附电解液后,具有较高的电导率和良好的机械性能,从而增大了电极反应的实际面积,提高了硫的利用率,增加了充放电次数,不仅解决了硫化物电池正极材料电容量小的问题,而且能够在较高的温度下工作不发生腐蚀。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步说明。实施例1一种能够提高锂电池电容量的正极材料,其制备成方法包括以下步骤:(1)取150毫升的去离子水加入到蒸馏装置中,加热蒸馏收集蒸馏水,将新收集制备的蒸馏水倒入装有电动搅拌器、冷凝管及温度计的四口反应瓶中,使用油浴加热至70℃,加入O.18克的聚乙烯醇,搅拌溶解;(2)待聚乙烯醇全部溶解后,将加热温度降低至60℃,然后依次加入4.0毫升的乙二胺四乙酸、2.5克糠醛丙酮树脂,搅拌15分钟后通氮气,通气5分钟后加入8克单质硫,在600转/分钟下反应2小时,降低搅拌速度和反应温度,向反应液中加入0.2克偶氮二异丁腈,继续反应3小时后终止反应;(3)将反应物进行过滤、洗涤,在50℃下干燥2小时,向得到的干燥产物中加入30毫升的无水乙醇,微波振荡搅拌30分钟,然后在90℃加热下旋转蒸发除去无水乙醇,将剩余固体研磨至600目大小,再放入管式炉中,在混合气体保护下,设定加热温度为1100℃,煅烧10小时,冷却得到黑色产物即为含硫复合有机材料。作为对上述方案的进一步描述,所述乙二胺四乙酸为使用无水乙醇溶解的质量浓度为40%的混合溶液。作为对上述方案的进一步描述,步骤(2)所述降低搅拌速度和反应温度至速度为350转/分钟,反应温度为40℃。作为对上述方案的进一步描述,步骤(3)中所述混合气体为氮气和氩气按照体积比为8:1的比例混合。实施例2一种能够提高锂电池电容量的正极材料,其制备成方法包括以下步骤:(1)取155毫升的去离子水加入到蒸馏装置中,加热蒸馏收集蒸馏水,将新收集制备的蒸馏水倒入装有电动搅拌器、冷凝管及温度计的四口反应瓶中,使用油浴加热至75℃,加入O.19克的聚乙烯醇,搅拌溶解;(2)待聚乙烯醇全部溶解后,将加热温度降低至62℃,然后依次加入4.5毫升的乙二胺四乙酸、2.8克糠醛丙酮树脂,搅拌18分钟后通氮气,通气6分钟后加入9克单质硫,在650转/分钟下反应2.5小时,降低搅拌速度和反应温度,向反应液中加入0.25克偶氮二异丁腈,继续反应3.5小时后终止反应;(3)将反应物进行过滤、洗涤,在55℃下干燥2.5小时,向得到的干燥产物中加入35毫升的无水乙醇,微波振荡搅拌35分钟,然后在95℃加热下旋转蒸发除去无水乙醇,将剩余固体研磨至700目大小,再放入管式炉中,在混合气体保护下,设定加热温度为1150℃,煅烧11小时,冷却得到黑色产物即为含硫复合有机材料。作为对上述方案的进一步描述,所述乙二胺四乙酸为使用无水乙醇溶解的质量浓度为45%的混合溶液。作为对上述方案的进一步描述,步骤(2)所述降低搅拌速度和反应温度至速度为400转/分钟,反应温度为45℃。作为对上述方案的进一步描述,步骤(3)中所述混合气体为氮气和氩气按照体积比为9:1的比例混合。实施例3一种能够提高锂电池电容量的正极材料,其制备成方法包括以下步骤:(1)取160毫升的去离子水加入到蒸馏装置中,加热蒸馏收集蒸馏水,将新收集制备的蒸馏水倒入装有电动搅拌器、冷凝管及温度计的四口反应瓶中,使用油浴加热至80℃,加入0.20克的聚乙烯醇,搅拌溶解;(2)待聚乙烯醇全部溶解后,将加热温度降低至65℃,然后依次加入5.0毫升的乙二胺四乙酸、3.0克糠醛丙酮树脂,搅拌20分钟后通氮气,通气8分钟后加入10克单质硫,在700转/分钟下反应3小时,降低搅拌速度和反应温度,向反应液中加入0.3克偶氮二异丁腈,继续反应4小时后终止反应;(3)将反应物进行过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能够提高锂电池电容量的正极材料,其特征在于,其制备成方法包括以下步骤:(1)取150‑160毫升的去离子水加入到蒸馏装置中,加热蒸馏收集蒸馏水,将新收集制备的蒸馏水倒入装有电动搅拌器、冷凝管及温度计的四口反应瓶中,使用油浴加热至70‑80℃,加入O.18‑0.20克的聚乙烯醇,搅拌溶解;(2)待聚乙烯醇全部溶解后,将加热温度降低至60‑65℃,然后依次加入4.0‑5.0毫升的乙二胺四乙酸、2.5‑3.0克糠醛丙酮树脂,搅拌15‑20分钟后通氮气,通气5‑8分钟后加入8‑10克单质硫,在600‑700转/分钟下反应2‑3小时,降低搅拌速度和反应温度,向反应液中加入0.2‑0.3克偶氮二异丁腈,继续反应3‑4小时后终止反应;(3)将反应物进行过滤、洗涤,在50‑60℃下干燥2‑3小时,向得到的干燥产物中加入30‑40毫升的无水乙醇,微波振荡搅拌30‑40分钟,然后在90‑100℃加热下旋转蒸发除去无水乙醇,将剩余固体研磨至600‑800目大小,再放入管式炉中,在混合气体保护下,设定加热温度为1100‑1200℃,煅烧10‑12小时,冷却得到黑色产物即为含硫复合有机材料。

【技术特征摘要】
1.一种能够提高锂电池电容量的正极材料,其特征在于,其制备成方法包括以下步骤:(1)取150-160毫升的去离子水加入到蒸馏装置中,加热蒸馏收集蒸馏水,将新收集制备的蒸馏水倒入装有电动搅拌器、冷凝管及温度计的四口反应瓶中,使用油浴加热至70-80℃,加入O.18-0.20克的聚乙烯醇,搅拌溶解;(2)待聚乙烯醇全部溶解后,将加热温度降低至60-65℃,然后依次加入4.0-5.0毫升的乙二胺四乙酸、2.5-3.0克糠醛丙酮树脂,搅拌15-20分钟后通氮气,通气5-8分钟后加入8-10克单质硫,在600-700转/分钟下反应2-3小时,降低搅拌速度和反应温度,向反应液中加入0.2-0.3克偶氮二异丁腈,继续反应3-4小时后终止反应;(3)将反应物进行过滤、洗涤,在50-60℃下干燥2-3小时,向得到的干燥产...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵小亮
申请(专利权)人:安徽零度新能源科技有限公司
类型:发明
国别省市:安徽,34

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