一种锂硫-锂离子杂化电池和锂硫-锂离子杂化电池正极材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锂硫‑锂离子杂化电池和锂硫‑锂离子杂化电池正极材料及其制备方法。将含导电材料、锂源和金属源的有机分散液进行溶剂热反应，溶剂热反应产物通过焙烧后，与单质硫热熔融复合，即得具有容量高、稳定性好及导电性好的正极材料，用该正极材料制备的锂硫‑锂离子杂化电池充放电截止电压满足硫和锂离子正极材料电池的充放电电压要求，相比传统的锂硫电池循环稳定性得到改善，且大大提高电池的容量发挥；此外，正极材料的制备方法简单、工艺条件温和，成本低，满足工业生产要求。

【技术实现步骤摘要】
一种锂硫-锂离子杂化电池和锂硫-锂离子杂化电池正极材料及其制备方法
本专利技术涉及一种锂硫-锂离子杂化电池及其正极材料，特别涉及一种宽充放电电压范围的锂硫-锂离子杂化电池，及锂硫-锂离子杂化电池的制备方法，属于锂电池

技术介绍
传统的商业化锂离子正极材料导电性良好、循环寿命长、容量发挥稳定，但是其理论容量偏低，已不能满足现阶段对高能量密度电池的要求。硫作为锂正极材料以其高的理论比容量1675mAh/g，比能量2600Wh/g受到广泛关注，同时单质硫的价格便宜、资源丰富、环境友好等特点使其成为未来高能量密度锂正极的发展方向。然而硫的电子绝缘性(电导率仅有5×10-30S/cm)；放电过程中产生的多硫化物会溶解在有机电解液中，发生穿梭效应，造成活性物质的损失。这些缺陷都严重影响到锂硫电池的循环寿命、容量发挥以及商业化生产。
技术实现思路
针对现有技术中的锂硫电池存在循环性能差、容量发挥低，传统商业化锂离子电池理论容量偏低等问题，本专利技术的第一个目的在于提供一种由传统锂离子正极材料与硫复合及导电材料等复合得到，具有容量高、稳定性好及导电性好的锂硫-锂离子杂化电池正极材料。本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂硫‑锂离子杂化电池正极材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1)含导电材料、锂源和金属源的有机分散液，置于密闭容器内，在50℃～250℃温度下进行溶剂热反应，反应结束后，蒸干溶剂，得到产物I；所述导电材料包括科琴炭黑、Super P、乙炔黑、石墨烯、碳纳米管、碳纳米纤维中至少一种；所述金属源为含Ti、Fe、Co、Ni、Mn、V、Al中至少一种的金属盐类；2)所述产物I在300～1200℃温度下焙烧，得到产物II；3)所得产物II与单质硫经过研磨混合后，置于保护气氛下，在130～200℃温度下热处理，即得。

【技术特征摘要】
1.一种锂硫-锂离子杂化电池正极材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1)含导电材料、锂源和金属源的有机分散液，置于密闭容器内，在50℃～250℃温度下进行溶剂热反应，反应结束后，蒸干溶剂，得到产物I；所述导电材料包括科琴炭黑、SuperP、乙炔黑、石墨烯、碳纳米管、碳纳米纤维中至少一种；所述金属源为含Ti、Fe、Co、Ni、Mn、V、Al中至少一种的金属盐类；2)所述产物I在300～1200℃温度下焙烧，得到产物II；3)所得产物II与单质硫经过研磨混合后，置于保护气氛下，在130～200℃温度下热处理，即得。2.根据权利要求1所述的锂硫-锂离子杂化电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述锂源中锂与所述金属源中Ti、Fe、Co、Ni、Mn、V和Al的总摩尔比为2:1～1:1.25；所述导电材料的添加量以锂硫-锂离子杂化电池正极材料质量的1％～50％计量；所述单质硫占产物II和单质硫总质量的0.1％～99.9％。3.根据权利要求2所述的锂硫-锂离子杂化电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述锂源包括氢氧化锂、碳酸锂、醋酸锂、硝酸锂中至少一种；所述金属源包括钛酸丁酯、四氯化钛、硫酸钛、硫酸镍、硝酸镍、氯化镍、硫酸钴、硝酸钴、氯化钴、硫酸锰、硝酸锰、氯化锰、硝酸铁、氯化铁、硫酸铁、硫酸亚铁、醋酸亚铁、钒酸钙、钒酸镁、钒酸铁、钒酸锰、五氧化二钒中至少一种。4.根据权利要求1～3任一项所述的锂硫-锂离子杂化电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述溶剂热反应的时间为2～30h；所述焙烧的时间为1～10h；所述热处理时间为2～30h。5.一种锂硫-锂离子杂化电池正极材料，其特征在于：由权利要求1～4任一项所述方法制备得到。6.根据权利要求5所述的锂硫-锂离子杂化电池正极材料，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晋，李劼，杜英，芦玉斌，吴秀锋，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43