硫基复合正极材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种硫基复合正极材料，该硫基复合正极材料是三元复合材料，包括上述聚丙烯腈脱氢环化产物，单质硫及导电碳材料。本发明专利技术还涉及一种硫基复合正极材料的制备方法，包括将聚丙烯腈和单质硫共同溶解于第一溶剂形成第一溶液；在该第一溶液中加入导电碳材料与溶解的聚丙烯腈和单质硫混合；改变该聚丙烯腈和单质硫所处的环境，使所述聚丙烯腈和单质硫在该改变后的环境中因溶解度减小而同时析出，与该导电碳材料共同形成沉淀物；以及将所述沉淀物进行热处理，使所述聚丙烯腈和单质硫发生脱氢环化反应生成所述硫基复合正极材料。

【技术实现步骤摘要】
硫基复合正极材料及其制备方法
本专利技术涉及一种锂离子正极材料及其制备方法，特别涉及一种硫基复合锂离子正极材料及其制备方法。
技术介绍
聚丙烯腈(PAN)是由交替碳原子上带有氰基的饱和碳骨架构成的高聚物，其自身并无导电性，但研究发现若将聚丙烯腈与硫混合并加热可使聚丙烯腈发生硫化，并制备出具有化学活性的可导电硫化聚丙烯腈，请参阅“硫化聚丙烯腈锂离子电池的制备”，任建国等，BATTERYBIMONTHLY，Vol.38，No.2，P73~74(2008)。该文献揭示：以聚丙烯腈为前驱体，与单质硫在300℃下进行彻底反应，可获得硫化聚丙烯腈，该硫化聚丙烯腈可作为锂离子电池的正极材料。在上述聚丙烯腈与硫反应过程中，聚丙烯腈发生了硫化、环化等反应，从而使形成的硫化聚丙烯腈为一种具有长程π键共轭体系的共轭聚合物，该共轭聚合物作为锂离子电池正极材料具有较高的比容量。然而，由于上述制备硫化聚丙烯腈的方法是通过直接将聚丙烯腈与硫混合经过加热形成的，难以实现聚丙烯腈与硫的均匀混合，从而使硫化聚丙烯腈的可逆储锂容量较低。
技术实现思路
有鉴于此，确有必要提供一种硫基复合正极材料的制备方法，该方法能够使聚丙烯腈本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硫基复合正极材料，其特征在于，该硫基复合正极材料是三元复合材料，包括上述聚丙烯腈脱氢环化产物，单质硫及导电碳材料。

【技术特征摘要】
1.一种硫基复合正极材料的制备方法，包括：将聚丙烯腈和单质硫共同溶解于第一溶剂形成第一溶液；在该第一溶液中加入导电碳材料与溶解的聚丙烯腈和单质硫混合；改变该聚丙烯腈和单质硫所处的环境，使所述聚丙烯腈和单质硫在该改变后的环境中因溶解度减小而同时析出，与该导电碳材料共同形成沉淀物；以及将所述沉淀物进行热处理，使所述聚丙烯腈和单质硫发生脱氢环化反应生成所述硫基复合正极材料。2.如权利要求1所述的硫基复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述导电碳材料的形态为粉末或颗粒，粒径小于或等于5微米。3.如权利要求1所述的硫基复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述导电碳材料为碳纳米管、石墨烯及炭黑中的一种或多种，所述导电碳材料的加入量小于或等于所述聚丙烯腈和单质硫总质量的10％。4.如权利要求1所述的硫基复合正极材料的制备方法，其特征在于，该改变该聚丙烯腈和单质硫所处的环境的步骤包括将含有导电碳材料的第一溶液转移到第二溶剂中，使所述聚丙烯腈和单质硫同时析出固态沉淀，与该导电碳材料共同形成固态混合物，该聚丙烯腈及单质硫在该第二溶剂的溶解度小于该第一溶剂的溶解度。5.如权利要求4所述的硫基复合正极材料的制备方法，其特征在于，该聚丙烯腈、单质硫及导电碳材料不溶于所述第二溶剂。6.如权利要求1所述的硫基复合正极材料的制备方法，其特征在于，该改变该聚丙烯腈和单质硫所处的环境的步骤包括将温度在第一温度范围并含有导电碳材料的第一溶液转移到温度在第二温度范围的第二溶剂中且所述第二温度低于所述第一温度，该聚丙烯腈、单质硫及导电碳材料在该第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：王莉，何向明，任玉梅，李建军，吴方旭，尚玉明，厉远卿，李团伟，王淑慧，
申请(专利权)人：江苏华东锂电技术研究院有限公司，清华大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32