一种锂硫电池正极材料的制备方法技术

本发明专利技术一种锂硫电池正极材料的制备方法，涉及由活性材料组成的电极，是一种将模板法与喷雾干燥技术相结合的造孔技术对石墨烯进行结构改性制备石墨烯空心球，再通过球磨和热熔融法掺硫的工艺，制备石墨烯空心球‑硫复合三维结构锂硫电池正极材料的方法，克服了现有技术制备的锂硫电池正极材料中硫的有效负载量低，多硫化物“穿梭效应”明显，锂硫电池的体积膨胀效应显著以及电池的电化学性能不稳定的缺陷。

Preparation method of lithium sulfur battery positive electrode material

The invention discloses a preparation method of lithium sulfur battery cathode material, relates to the electrode is composed of active material, is a kind of template method and spray drying technology combined with the technology of pore structure of graphene modified graphene prepared hollow spheres, through the process of ball milling and hot melting method with sulfur. The preparation methods of graphene hollow spheres three-dimensional structure of sulfur composite cathode materials of lithium / sulfur battery and lithium sulfur battery cathode material overcomes the existing technical preparation of sulfur in the payload of low volume, multi sulfide \shuttle effect\ is obvious, the lithium sulfur battery volume expansion effect significantly and the defects of the electrochemical properties of the battery is not stable the.

【技术实现步骤摘要】
一种锂硫电池正极材料的制备方法
本专利技术的技术方案涉及由活性材料组成的电极，具体地说是一种锂硫电池正极材料的制备方法。
技术介绍
锂离子电池是一种环保型和高比能量的新型电池。尽管锂离子电池的开发已经十分成熟，其比能量已经十分接近其相对应材料的理论比能量(石墨负极为300mAh/g)，但仍满足不了人们对环保型和高比能量的新型电池日益增长的需求，研发下一代能量密度高、环保和成本低的锂二次电池正极材料已成为亟待解决的问题。作为最具有发展前景的锂二次电池，新型锂硫电池的理论比能量为2600Wh/kg，是目前锂离子电池理论比能量(500Wh/kg)的5倍，并且作为正极活性物质的硫无毒无污染，完全适应和满足了人们对于新型二次锂电池的需求。然而，锂硫电池在实际应用中仍然存在一些尚未解决的关键难题：其一，单质硫在室温条件下的电导率低(25℃时，Ω＝5×10-30S/cm)，离子态的硫不存在，导致锂硫电池正极材料的活化过程比较困难；其二，在锂硫电池充放电过程中，生成的可溶于电解液的较高价态聚硫离子会迁移扩散到锂负极，与锂反应生成多硫化锂，产生穿梭效应，造成活性物质的不可逆损失，相应地导致电池容量衰减本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于：是一种将模板法与喷雾干燥技术相结合的造孔技术对石墨烯进行结构改性制备石墨烯空心球，再通过球磨和热熔融法掺硫的工艺，制备石墨烯空心球‑硫复合三维结构锂硫电池正极材料的方法，具体步骤如下：第一步，制备氧化石墨烯：利用改进Hummers法制备氧化石墨烯；第二步，制备石墨烯空心球：先配制上述第一步制得的氧化石墨烯的质量百分比浓度为1～10mg/mL的水溶液A和作为模板材料的质量百分比浓度为1～100mg/mL的含有直径为10～300nm二氧化硅球的二氧化硅分散液B，按照体积比为1∶1～10的比例称取所需量的A和B混合，并利用超声波分散仪在300～650W功率...

【技术特征摘要】
1.一种锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于：是一种将模板法与喷雾干燥技术相结合的造孔技术对石墨烯进行结构改性制备石墨烯空心球，再通过球磨和热熔融法掺硫的工艺，制备石墨烯空心球-硫复合三维结构锂硫电池正极材料的方法，具体步骤如下：第一步，制备氧化石墨烯：利用改进Hummers法制备氧化石墨烯；第二步，制备石墨烯空心球：先配制上述第一步制得的氧化石墨烯的质量百分比浓度为1～10mg/mL的水溶液A和作为模板材料的质量百分比浓度为1～100mg/mL的含有直径为10～300nm二氧化硅球的二氧化硅分散液B，按照体积比为1∶1～10的比例称取所需量的A和B混合，并利用超声波分散仪在300～650W功率下对该混合物进行超声分散1～5h，得到氧化石墨烯-二氧化硅均匀混合的悬浊液C，将放在恒温磁力搅拌仪上的该悬浊液C置于喷雾干燥设备中，调节恒温磁力搅拌仪在30～100℃和100～800rpm搅拌速度的条件下对该悬浊液C进行恒温搅拌，同时调节喷雾干燥设备引入的常压空气，进气量为2～8m3/min，进气温度为150～25...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海鹏，孙连城，杨爽，王卓，刘雯，刘斐然，曹航畅，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：天津,12