锂硫电池中亚硫酸盐/碳管载硫复合正极材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锂硫电池中亚硫酸盐/碳管载硫复合正极材料的制备方法，其制备方法为：将碳管与硫单质混合研磨，加入CS2充分搅拌之后烘干制得碳管载硫复合材料；通过复分解反应制得亚硫酸盐与碳管的复合材料；将碳管载硫复合材料、碳管亚硫酸盐复合材料、聚偏氟乙烯混合，然后加入N‑甲基吡咯烷酮搅拌并超声分散均匀，得到浆料，将所得浆料涂覆在集流体铝箔上，然后将铝箔烘干，即得亚硫酸盐与碳管载硫复合正极材料；本发明专利技术提供的制备方法具有原料易得、操作简单、条件温和、成本低廉、等优点，整个反应对制备设备要求低，利与工业化生产；制得的亚硫酸盐与碳管载硫复合正极材料用于锂硫电池中，加快液态多硫离子的转化，有效抑制穿梭效应。

Preparation of sulfite/carbon tube sulfur-carrying composite cathode materials for lithium-sulfur batteries

【技术实现步骤摘要】
锂硫电池中亚硫酸盐/碳管载硫复合正极材料的制备方法
本专利技术属于纳米复合材料研究领域，特别涉及一种用于锂硫电池改善其电化学性能以及抑制多硫化物穿梭效应等方面的亚硫酸盐/碳管复合正极材料的制备方法。
技术介绍
锂硫(Li-S)电池由于其高的能量密度，成本低廉和环境友好等优点，被认为是一种极具前景的二次电池体系。然而，Li-S电池实际应用的主要挑战是在高硫载量下的循环稳定性差以及臭名昭著的穿梭效应。近年来，人们常用各种金属或含金属的化合物来增强电化学反应速率，因为他们具有高催化活性。例如，在碳纳米颗粒上的铂纳米颗粒(NPs)就是常见的电催化剂。在锂硫电池中，这些材料可以用来吸附多硫化物，因为他们有丰富的极性活性位点，可以对多硫化物进行化学吸附。最近，科研人员发现，这些材料具有催化效应，能够有效加快多硫化物和Li2S2/Li2S之间相互转化的反应速率。但是贵金属催化剂的价格昂贵，不利于投入大规模生产和实际应用。根据上述研究的实验现象和结果，设计和开发新型的电极结构，寻找价格低廉的具有催化作用的材料来提高锂硫电池的有效转化同时提高离子传输率是非常重要的。
技术实现思路
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【技术保护点】
1.一种亚硫酸盐/碳管载硫复合正极材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)碳管与硫复合材料的制备：将碳管与单质硫混合，研磨均匀后与料液一起加入CS2中搅拌，然后置于室温下至CS2挥发完全后，剩余物质于120～160℃烘箱中保温8～12h，之后冷却至室温，即得碳管负硫复合材料；(2)亚硫酸盐碳管复合材料的制备：分别配置亚硫酸钠水溶液和氯化盐水溶液，将碳管与氯化盐水溶液搅拌混合，滴入至亚硫酸钠水溶液，搅拌静置0.5～1h，减压抽滤，45～60℃真空干燥，即得亚硫酸盐碳管复合材料，所述的亚硫酸盐碳管复合材料中亚硫酸盐与碳管的质量比为；0.1～1:1；(3)亚硫酸盐/碳管载硫复合正极材料的制备：...

【技术特征摘要】
1.一种亚硫酸盐/碳管载硫复合正极材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)碳管与硫复合材料的制备：将碳管与单质硫混合，研磨均匀后与料液一起加入CS2中搅拌，然后置于室温下至CS2挥发完全后，剩余物质于120～160℃烘箱中保温8～12h，之后冷却至室温，即得碳管负硫复合材料；(2)亚硫酸盐碳管复合材料的制备：分别配置亚硫酸钠水溶液和氯化盐水溶液，将碳管与氯化盐水溶液搅拌混合，滴入至亚硫酸钠水溶液，搅拌静置0.5～1h，减压抽滤，45～60℃真空干燥，即得亚硫酸盐碳管复合材料，所述的亚硫酸盐碳管复合材料中亚硫酸盐与碳管的质量比为；0.1～1:1；(3)亚硫酸盐/碳管载硫复合正极材料的制备：将步骤(1)所得碳管负硫复合材料与步骤(2)所得的亚硫酸盐碳管复合材料、以及粘结剂混合，然后加入N-甲基吡咯烷酮，搅拌并超声分散均匀，控制粘度在1000～10000cps，得到浆料，将所得浆料用均匀涂覆在集流体铝箔上，然后将铝箔转移...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂华贵，禅丹，杨植，赖玉崇，丁欣慰，周苏雅，张永贵，黄少铭，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33