The invention provides a preparation method of carbon quantum dot modified lithium sulfur battery cathode material, which belongs to the field of lithium sulfur battery cathode material preparation. The invention uses polyethyleneimine surface functionalized carbon quantum dots for the preparation of lithium sulfur battery cathode, uses polyethyleneimine to adsorb polysulfide compounds, restrains shuttle effect during battery charging and discharging, and ensures the long cycle performance of lithium sulfur battery. The preparation method of carbon quantum dot modified lithium sulfur battery cathode material disclosed by the invention has the characteristics of simple process, and can significantly improve the capacity, rate and cycle performance of lithium sulfur battery under high load and high current density working conditions, so it has potential application value in the field of lithium sulfur battery.
【技术实现步骤摘要】
一种碳量子点修饰锂硫电池正极材料的制备方法
本专利技术属于锂硫电池正极材料制备领域,具体涉及一种碳量子点修饰锂硫电池正极材料的制备方法。
技术介绍
在众多的锂离子电化学储能体系中,锂硫电池被认为是一种极具前景的新一代二次锂电池,拥有1675mAh/g的理论比容量,电池理论比能量更是高达2600Wh/kg,具有巨大的应用潜力。此外,硫作为锂硫电池的正极活性物质,具有储量丰富、来源广泛和低毒无公害等众多优点。然而,在锂硫电池充放电过程中,可溶于电解液的长链多硫化合物在浓度梯度驱使下从硫正极扩散到锂负极,在负极表面与锂发生反应而被还原成短链多硫化锂,一部分短链多硫化锂又重新返回正极并被氧化成长链多硫化锂,这种往复持续的现象被称为“穿梭效应”。穿梭效应严重降低了电池的库伦效率,并造成了锂负极的腐蚀和活性物质的损失,降低了电池的循环性能。到目前为止,在较低负载(小于2mg/cm2)和低工作电流密度(小于5mA/cm2)锂硫电池研发方面已经取得了一定的进展,获得了高比容量(大于1300mAh/g)。然而,当硫负载量提升到2mg/cm2以上或工作电流密度大于5mA/cm2时,电池的比容量、倍率和循环性能就会出现严重的下降。除此之外,随着活性层厚度的增加,电化学反应的阻抗逐渐积累,离子传输受阻,限制了锂硫电池的电化学性实现工业级标准,无法满足日益增长的高能量和电流密度应用需求。为了攻克上述难题,研究人员针对锂硫电池的隔膜、电解液和锂金属负极开展了大量的工作,除了上述研究,使用低维碳材料如二维石墨烯(Graphene-basednano-materialsforlithiu ...
【技术保护点】
1.一种碳量子点修饰锂硫电池正极材料的制备方法,包括以下步骤:步骤1:制备聚乙烯亚胺表面功能化的碳量子点;步骤2:将聚乙烯亚胺表面功能化的碳量子点、硫粉、导电材料和聚偏氟乙烯按照质量比为(1~3):10:5:1的比例混合,混合后加入N‑甲基吡咯烷酮溶剂,配制浓度为0.1g/mL~0.3g/mL的浆料,研磨均匀;步骤3:将步骤1得到的浆料均匀涂覆于集流体表面,其中,硫在集流体表面的涂覆量为4mg/cm2~8mg/cm2,然后干燥,压片,得到电池的正极。
【技术特征摘要】
1.一种碳量子点修饰锂硫电池正极材料的制备方法,包括以下步骤:步骤1:制备聚乙烯亚胺表面功能化的碳量子点;步骤2:将聚乙烯亚胺表面功能化的碳量子点、硫粉、导电材料和聚偏氟乙烯按照质量比为(1~3):10:5:1的比例混合,混合后加入N-甲基吡咯烷酮溶剂,配制浓度为0.1g/mL~0.3g/mL的浆料,研磨均匀;步骤3:将步骤1得到的浆料均匀涂覆于集流体表面,其中,硫在集流体表面的涂覆量为4mg/cm2~8mg/cm2,然后干燥,压片,得到电池的正...
【专利技术属性】
技术研发人员:熊杰,胡音,雷天宇,陈伟,闫裔超,邬春阳,吕晓雪,
申请(专利权)人:电子科技大学,
类型:发明
国别省市:四川,51
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