The present invention provides a method for preparing lithium sulfur battery sulfur / carbon anode composite material, which comprises the following steps: (1) preparation of pre reaction solution a; (2) a certain amount of dopamine hydrochloride was added to the pre reaction solution a, and then the ultrasonic polymerization reaction, after the reaction, filtration, theprecursor solid state B; (3) the precursor B in Ar atmosphere is first heated to 400 DEG C, high temperature sintering of 3H, and then heated to 850 DEG C, high temperature sintering 3h, obtained sulfur loading carbon matrix material C; (4) the sulfur loading carbon matrix material C and sulfur in a certain proportion after grinding evenly sealed in an inert gas atmosphere under the condition of high temperature of 155 DEG C for 12h, and then heated to 300 DEG C for 2h, get the sulfur / carbon composite D. The advantage of the invention is to increase the conductivity of the elemental sulfur, optimize the specific surface area of the carbon skeleton, leave room for the loading and expansion of the active elemental sulfur, and simultaneously prevent the polysulfide from dissolving into the electrolyte, and improve the electric performance of the sulfur electrode.
【技术实现步骤摘要】
一种锂硫电池硫/碳正极复合材料的制备方法
本专利技术涉及锂离子电池正极材料制备
,尤其涉及到一种锂硫电池硫/碳正极复合材料的制备方法。
技术介绍
锂离子电池具有较高的理论比容量和能量密度,循环寿命长,无记忆效应,适用性强等优势,自1991年索尼公司商用化以来,获得了广泛的关注和发展,并随着便携式电子设备如笔记本电脑、手机的快速发展而迅速普及。随着现代电子通讯设备设计朝着以“轻、薄、短、小”为特征的方向发展,以及电动汽车对长续航里程和储能设备的储能需求,对体积小,能量密度高的动力型锂离子电池体系的需求日益急迫。锂硫电池以单质硫作为正极材料,理论比容量高达1675mAh/g,能量密度可达到2600Wh/kg,并且单质硫具有储量丰富,价格便宜,环境友好等优点,被认为是最有发展前景的下一代能量存储体系之一。锂硫电池目前还存在以下几个方面的问题;1)导电性差;单质硫在室温下(25℃)的电子电导率只有5×10-30S/cm,且没有离子态的硫存在,是典型的电子和离子绝缘体,直接用作正极活性物质比较困难,而且硫的最终放电产物Li2S2和Li2S对电子和离子也是绝缘的,造成电极整体导电性非常差。2)体积膨胀;单质硫与其最终放电产物Li2S的体积变化率达到80%,巨大的体积和收缩会严重影响电极结构的稳定性,最终可能导致电极结构的失效。3)飞梭效应;单质硫在放电过程中生成的可溶性多硫化物易溶于有机电解质中,随着充放电的循环进行而在电极之间穿梭,不但造成正极活性物质的流失,还引起能量的过度消耗和电池的循环性能的下降;4)锂枝晶;由于飞梭效应的存在,多硫化物在锂负极的分布不均 ...
【技术保护点】
一种锂硫电池硫/碳正极复合材料的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:先配置出溶度为0.1mol/L的盐酸溶液,再配置浓度为0.1mol/L的三羟甲基氨基甲烷(Tris)溶液;取一定量的上述配置好的盐酸溶液和三羟甲基氨基甲烷(Tris)溶液,依次加入到一定量的去离子水中进行混合,混合后制得PH=8.5的缓冲溶液;向缓冲溶液中加入1ml的曲拉通X‑100,超声波进行均匀分散后得到预反应溶液a;将一定量的盐酸多巴胺加入到步骤(1)中的预反应溶液a中,然后进行超声聚合反应,反应结束后过滤,得到固体状态的前驱体b;将步骤(2)中的前驱体b在Ar气氛下先升温至400℃,高温烧结3h,然后再升温至850℃,高温烧结3h,得到载硫碳基质材料c;将步骤(3)中的载硫碳基质材料c与单质硫按一定比例混合,随后进行研磨,研磨均匀以后在惰性气体气氛中密闭状态下,高温155℃保温12h,然后升温至300℃保温2h,最终得到硫/碳复合材料d。
【技术特征摘要】
1.一种锂硫电池硫/碳正极复合材料的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:先配置出溶度为0.1mol/L的盐酸溶液,再配置浓度为0.1mol/L的三羟甲基氨基甲烷(Tris)溶液;取一定量的上述配置好的盐酸溶液和三羟甲基氨基甲烷(Tris)溶液,依次加入到一定量的去离子水中进行混合,混合后制得PH=8.5的缓冲溶液;向缓冲溶液中加入1ml的曲拉通X-100,超声波进行均匀分散后得到预反应溶液a;将一定量的盐酸多巴胺加入到步骤(1)中的预反应溶液a中,然后进行超声聚合反应,反应结束后过滤,得到固体状态的前驱体b;将步骤(2)中的前驱体b在Ar气氛下先升温至400℃,高温烧结3h,然后再升温至850℃,高温烧结3h,得到载硫碳基质材料c;将步骤(3)中的载硫碳基质材料c与单质硫按一定比例混合,随后进行研磨,研磨均匀以后在惰性气体气氛中密闭状态下,高温155℃保温12h,然后升温至300℃保温2h,最终得到硫/碳复合材料d。2.根据权利要求1所述的一种锂硫电池硫/碳正极复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中,取配...
【专利技术属性】
技术研发人员:孙志国,贾秋荣,
申请(专利权)人:郑州比克电池有限公司,
类型:发明
国别省市:河南,41
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