一种锂硫电池正极材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种锂硫电池正极材料的制备方法。所述方法首先通过模板法制备四氧化三钴空心球，进而通过气相沉积在四氧化三钴表面生长碳纳米管，随后利用球磨和热融法掺硫制备硫‑钴氧化物/碳纳米管复合材料。所述方法制得的材料中混合价态的钴为整体电极材料提供了额外的导电性能，提升了正极材料的整体电化学性能，碳纳米管对提升载硫量也具有重要的意义。

A preparation method of cathode material for lithium sulfur battery

【技术实现步骤摘要】
一种锂硫电池正极材料的制备方法
本专利技术的技术方案涉及一种高比容量的锂硫电池正极材料的制备方法，属于材料化学领域。
技术介绍
锂硫电池是以硫元素作为电池正极的一种锂电池，放电时负极反应为锂，失去电子变为锂离子，正极反应为硫与锂离子及电子反应生成硫化物，正极和负极反应的电势差即为锂硫电池所提供的放电电压。在外加电压作用下，锂硫电池的正极和负极反应逆向进行，即为充电过程。硫的理论放电质量比容量为1675mAh/g，单质锂的理论放电质量比容量为3860mAh/g。锂硫电池的理论放电电压为2.287V，当硫与锂完全反应生成硫化锂(Li2S)时，相应锂硫电池的理论放电质量比能量为2600Wh/kg。单质硫理论放电比容量远远高于商业上广泛应用的锂离子电池。因此，硫正极活性物质是目前具有最高比容量的正极材料，锂是金属元素中具有最小的相对原子质量和最低的标准电极电势。因此，锂硫电池具有高理论放电电压、高理论放电比容量、高理论比能量，有望满足电动汽车长续航的发展要求，是一种非常有前景的锂电池。据报道，锂硫电池的实际比能量已达到350Wh/kg。但现阶段锂硫电池面临一系列难题:1.单质硫和放电产物Li本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述锂硫电池正极材料为硫‑钴氧化物/碳纳米管复合材料，其制备过程包括以下步骤：(1)制备四氧化三钴空心微球：将葡萄糖溶解于去离子水中，葡萄糖与去离子水的固液比为10～20g/100～200mL，置于反应釜内进行水热反应，反应完成后随室温冷却，将所得悬浮液进行离心收集，用去离子水洗涤三次后，60℃下干燥得到碳球粉末备用；将碳球粉末和醋酸钴置于去离子水中，对混合液进行超声分散，并在磁力搅拌条件下进一步混合反应，随后置于烘箱中60～80℃烘干，将烘干所得产物置于管式炉中，在空气条件下升温加热，保温1～2小时后随室温冷却，收集得到四氧化三钴空心微球；(2...

【技术特征摘要】
1.一种锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述锂硫电池正极材料为硫-钴氧化物/碳纳米管复合材料，其制备过程包括以下步骤：(1)制备四氧化三钴空心微球：将葡萄糖溶解于去离子水中，葡萄糖与去离子水的固液比为10～20g/100～200mL，置于反应釜内进行水热反应，反应完成后随室温冷却，将所得悬浮液进行离心收集，用去离子水洗涤三次后，60℃下干燥得到碳球粉末备用；将碳球粉末和醋酸钴置于去离子水中，对混合液进行超声分散，并在磁力搅拌条件下进一步混合反应，随后置于烘箱中60～80℃烘干，将烘干所得产物置于管式炉中，在空气条件下升温加热，保温1～2小时后随室温冷却，收集得到四氧化三钴空心微球；(2)制备钴氧化物/碳纳米管复合材料：将步骤(1)中制备得到的四氧化三钴空心微球置于管式炉中，在氩气气氛下升温加热，待温度恒定后通入乙炔与氢气混合气体，反应完成后关闭氢气和乙炔，在氩气气氛下自然冷却，得到钴氧化物/碳纳米管复合材料；(3)制备硫-钴氧化物/碳纳米管复合材料：将步骤(2)中制得的钴氧化物/碳纳米管复合材料和纯相纳米硫粉放入球磨罐内，使用行星式球磨机进行混合处理，将球磨后得到的混合物放入氮气保护下的管式炉中热处理，即得到硫-钴氧化物/碳纳米管复合材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中水热反应的温度为180～200℃，反应时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永光，王加义，
申请(专利权)人：肇庆市华师大光电产业研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44