一种用于锂硫电池正极的复合材料的制备方法技术

技术编号:19699257 阅读:49 留言:0更新日期:2018-12-08 13:11
本发明专利技术提供了一种用于锂硫电池正极的S@TiO2/Ti2C复合材料的制备方法,该方法具体包括:以间苯二酚‑甲醛树脂小球为前驱体,用钛酸丁酯为原料覆盖于间苯二酚‑甲醛树脂小球上,通过煅烧得到TiO2中空球,由热熔融法得到S@TiO2复合结构,采用氢氟酸刻蚀MXene材料获取Ti2C材料,将S@TiO2与Ti2C经过真空吸附后形成S@TiO2/Ti2C的复合结构。该结构能有效吸附锂硫电池充放电反应过程中生成的聚硫化物,缓解S材料导致的体积膨胀,提高了锂硫电池的电化学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种用于锂硫电池正极的复合材料的制备方法
本专利技术涉及一种锂硫电池正极改性材料及其制备方法与应用,属于电池材料

技术介绍
随着电子科技的不断发展,手机、电脑、电动汽车等电子设备对电源提出了更高的要求,锂离子电池能量密度不足以满足市场要求,人们需要更高比容量,能量密度更大的电源来支撑高新技术产业的发展,而硫的理论比容量为1675mAh/g,锂硫电池的理论比能量为2600wh/kg,远高于商用锂电池的理论比能量(360wh/kg)。而且硫的原材料丰富,价格低廉,对环境无污染,安全性高,因此,锂硫电池是一种非常具有应用前景的体系之一。但是锂硫电池在应用中仍存在很多需要解决的问题,其一,锂硫电池的充放电过程中,部分聚硫化锂会溶解于电解液中,在正负极之间反复移动,与负极锂会发生副反应,沉积在锂片上,形成“穿梭效应”,导致活性材料的不可逆减少,容量衰减,电池循环稳定性降低。其二,单质硫导电性差,在充放电过程中严重影响电子传导。其三,锂硫电池在充放电过程中,硫单质会经过化学反应生成Li2S6,体积膨胀可达80%,导致正极材料结构被破坏,降低电池循环稳定性。间苯二酚-甲醛树脂小球的尺寸大本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于锂硫电池正极的S@TiO2/Ti2C复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:1)将间苯二酚‑甲醛树脂球溶解于无水乙醇中,超声分散,加入十六烷基三甲基溴化铵搅拌进行表面改性,搅拌后用无水乙醇离心洗涤,然后将改性后的间苯二酚‑甲醛树脂球溶于无水乙醇中,最后缓慢滴入钛酸丁酯,搅拌、离心洗涤后烘干后将产物恒温煅烧,得到TiO2中空球固体;2)将步骤1)所得TiO2中空球固体与升华硫混合,在二硫化碳溶液中浸泡,搅拌至二硫化碳挥发完全,然后在氩气环境下放入聚四氟乙烯反应釜中密封,加热进行熔融反应,得到S@TiO2复合物;3)将Ti2AlC在氢氟酸溶液中搅拌刻蚀,然后离心分离,固体洗涤至中...

【技术特征摘要】
1.一种用于锂硫电池正极的S@TiO2/Ti2C复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:1)将间苯二酚-甲醛树脂球溶解于无水乙醇中,超声分散,加入十六烷基三甲基溴化铵搅拌进行表面改性,搅拌后用无水乙醇离心洗涤,然后将改性后的间苯二酚-甲醛树脂球溶于无水乙醇中,最后缓慢滴入钛酸丁酯,搅拌、离心洗涤后烘干后将产物恒温煅烧,得到TiO2中空球固体;2)将步骤1)所得TiO2中空球固体与升华硫混合,在二硫化碳溶液中浸泡,搅拌至二硫化碳挥发完全,然后在氩气环境下放入聚四氟乙烯反应釜中密封,加热进行熔融反应,得到S@TiO2复合物;3)将Ti2AlC在氢氟酸溶液中搅拌刻蚀,然后离心分离,固体洗涤至中性,干燥,即得刻蚀后的Ti2C材料;4)将步骤2)得到的S@TiO2复合物研磨,然后与步骤3)得到的Ti2C混合,放入真空箱中抽真空,得到的产物即为所述的用于锂硫电池正极的S@TiO2/Ti2C复合材料。2.根据权利要求1所述的用于锂硫电池正极的S@TiO2/Ti2C复合材料的制备方法,其特征在于,步骤1)中所述间苯二酚-甲醛树脂球粒径大小为150-300nm,十六烷基三甲基溴化铵浓度为0.8-2.0mmol/L,间苯二酚-甲醛树脂球与钛酸丁酯摩尔比为1:0.5-1.5。3.根据权利要求1所述的用于锂硫电池正极的S@TiO2/Ti2C复合材料的制备方法,其特征在于,步骤1)中所述表面改性搅拌时间为3-8h,滴入钛酸丁酯后搅拌时间为12-15h,烘干温度为60-80℃。4.根据权利要求1所述的用于锂硫电池正极的S@TiO2/Ti2C复合材料的制备方法,其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员:武军杜昌李双洋徐军明宋开新
申请(专利权)人:杭州电子科技大学
类型:发明
国别省市:浙江,33

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