The invention relates to a flexible compound sulfur positive electrode material modified by oxide and a preparation method, which belong to the field of lithium sulfur battery. The materials include nano carbon material, metal oxide and active substances including sulfur, carbon nano materials as cathode material of the flexible skeleton, the quality of nanometer carbon material, metal oxide and active substances of sulfur is 1: (0.01 - 5): (0.05 - 10); flexible composite cathode materials in sulfur dispersed in nano carbon materials reinforced with metal oxide modified channels. The carbon nanocomposite with uniform surface oxide is used as the backbone of the flexible cathode material, and sulfur is used as active cathode material to form oxide / nano carbon materials / sulfur composites which can be used as cathode materials for lithium sulfur battery. The composite cathode material prepared by the invention has high conductivity, superior flexibility and inhibits the shuttle effect of polysulfide, and improves the electrochemical performance of lithium sulfur battery cathode, such as specific capacity, cycle stability, rate performance and Kulun efficiency.
【技术实现步骤摘要】
一种氧化物改性的柔性复合硫正极材料及制备方法
本专利技术涉及一种氧化物改性的柔性复合硫正极材料及制备方法,属于锂硫电池
技术介绍
随着能源的消耗和生态环境的恶化,寻找环保高效的储能装置的需求越来越迫切。可充电锂离子电池具有开路电压高、循环稳定性好、能量密度高等优势使其在数码产品、电动汽车及航空航天等领域有着更广泛的使用,但传统的锂离子电池因其本身理论容量极限,已不能满足电子产品对电池高比能量的需求。因此,发展替代电池材料早已是大势所趋。锂硫电池作为下一代的高比能量二次电池有广泛的应用前景。单质硫正极理论比容量可达到1672mAh·g-1,锂硫电池理论能量密度可达到2600Wh·kg-1,是锂离子电池的5倍左右。同时单质硫具有价廉、量多、质轻、环保和无毒性等优点。但是硫正极同样存在着导电性差,充放电过程中体积变化大及中间产物多硫化物易溶于电解液中,造成“穿梭效应”,造成活性物质的不可逆损失和电化学性能衰减。因此提高电极导电性,缓冲活性物质硫的体积膨胀和抑制多硫化物的扩散是锂硫电池正极的研究重点。传统正极材料制备工艺复杂,而粘接剂和导电剂等添加剂降低了极片中活性物质的相对含量,限制了电池的能量密度。此外粘结剂导电性差,在电池循环过程中易失效,会造成电池性能的下降。因此研发一种制备工艺简单,无需导电剂、粘结剂和集流体的柔性正极材料,能够有效提高锂硫电池比能量密度和安全性能。本专利技术通过构建具有化学锚定多硫化物的氧化物/碳多组元柔性复合材料,改性及制备用于锂硫电池的柔性复合硫正极材料。通过引入具有高孔隙率、大比表面积及良好导电性的纳米碳材料,提高了整个 ...
【技术保护点】
一种氧化物改性的柔性复合硫正极的制备方法,其特征在于:所述方法步骤如下:步骤一、1)将纳米碳材料溶于混合液中,常温下超声使纳米碳材料分散均匀,得到纳米碳材料分散液;2)在反应釜中加入纳米碳材料分散液,加入适量金属氧化物或金属有机物,通过磁力搅拌,使溶液均匀分散;3)将所得溶液在温度为95—200℃的条件下水热反应,制备得到表面均匀的复合金属氧化物的纳米碳材料;步骤二、将步骤一3)中所述的复合金属氧化物的纳米碳材料抽滤制得地滤饼放入烘箱,烘干后获得柔性复合基体;将活性物质硫均匀负载在柔性复合基体内,形成金属氧化物/纳米碳材料/硫柔性复合硫正极材料;步骤三、将步骤二中柔性复合硫正极材料经压实后冲压成片,得到金属氧化物/纳米碳材料/硫柔性复合硫正极。
【技术特征摘要】
2017.09.27 CN 20171088652681.一种氧化物改性的柔性复合硫正极的制备方法,其特征在于:所述方法步骤如下:步骤一、1)将纳米碳材料溶于混合液中,常温下超声使纳米碳材料分散均匀,得到纳米碳材料分散液;2)在反应釜中加入纳米碳材料分散液,加入适量金属氧化物或金属有机物,通过磁力搅拌,使溶液均匀分散;3)将所得溶液在温度为95—200℃的条件下水热反应,制备得到表面均匀的复合金属氧化物的纳米碳材料;步骤二、将步骤一3)中所述的复合金属氧化物的纳米碳材料抽滤制得地滤饼放入烘箱,烘干后获得柔性复合基体;将活性物质硫均匀负载在柔性复合基体内,形成金属氧化物/纳米碳材料/硫柔性复合硫正极材料;步骤三、将步骤二中柔性复合硫正极材料经压实后冲压成片,得到金属氧化物/纳米碳材料/硫柔性复合硫正极。2.根据权利要求1所述的一种氧化物改性的柔性复合硫正极的制备方法,其特征在于:步骤一所述的混合液包括乙醇、丙醇、乙二醇、水的一种或几种的组合。3.根据权利要求1所述的一种氧化物改性的柔性复合硫正极的制备方法,其特征在于:步骤一所述金属氧化物包括二氧化钛、二氧化...
【专利技术属性】
技术研发人员:穆道斌,吴逸洲,吴伯荣,李纯莉,姜颖,丁银,赵志坤,刘北元,
申请(专利权)人:北京理工大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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