一种抑制锂硫电池中聚硫离子飞梭的电极及制备和应用制造技术

本发明专利技术涉及一种抑制锂硫电池中聚硫离子飞梭的电极及制备和应用，电极通过应用接触式化学镀工艺对硫碳正极材料沉积可物理筛分和化学吸附聚硫化物的复合金属‑氧化物复合涂层，不但可以提高电极的集流效果和电极内部的电子传输效率，实现更高的活性物质利用率，减小电极极化，提高电化学容量，还能够很好的抑制聚硫化物的“飞梭效应”提高循环寿命。将这种硫碳电极与金属锂负极组装成锂硫电池，可极大的提高其电池性能和能量密度，具有实现未来工业化大规模生产的巨大潜力。

An electrode for inhibiting polysulfide ion flying shuttle in lithium sulfur battery and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种抑制锂硫电池中聚硫离子飞梭的电极及制备和应用
本专利技术涉及锂硫电池
，更具体涉及锂硫电池电极及制备。
技术介绍
锂硫电池的研发自上世纪90年代开始逐渐受到重视，这是由于现代的电子器件需要更高的能量输出,锂硫电池恰好可以满足这样的需要，其具有很高的理论能量密度，单质硫比容量高达1,675mAh/g，质量比能量更是高达2,600Wh/kg，此外硫在自然界中广泛存在，数据表明，硫在自然界中的丰度大概为0.048wt％，且属于尚未充分利用的自然资源。自然界中的硫主要是以常温下热力学稳定的单质硫(S8)形式存在。此外单质硫具有低毒性、价格低廉和低密度等特点。尽管其优点众多，但是其中依然有多种问题急需要解决，其中包括正极充放电中间产物聚硫离子的飞梭问题，高度富集的聚硫化锂致使电解液粘度升高，导致电解液导电性降低，且严重影响电池的库伦效率，导致循环性能的不断衰减，针对聚硫化锂溶解迁移造成的“穿梭”效应，研究人员除了从电解液络合剂和隔膜的角度出发抑制聚硫化锂向负极穿梭外，大部分思路从正极材料自身出发，以物理筛分和化学吸附方式抑制聚硫化物从正本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抑制锂硫电池中聚硫离子飞梭的电极，其特征在于：/n在含硫的电极基体表面沉积Ni基氧化物复合层，Ni基氧化物复合层成分包括金属镍和金属氧化物，金属氧化物包括TiO

【技术特征摘要】
1.一种抑制锂硫电池中聚硫离子飞梭的电极，其特征在于：
在含硫的电极基体表面沉积Ni基氧化物复合层，Ni基氧化物复合层成分包括金属镍和金属氧化物，金属氧化物包括TiO2、SiO2、ZrO2中的一种或二种以上，金属镍与金属氧化物的质量比2000:1-50:1。


2.按照权利要求1所述的电极，其特征在于：Ni基氧化物复合层厚度0.1μm-5μm。


3.按照权利要求1或2所述的电极，其特征在于：电极基体包括碳硫复合物、粘结剂、导电剂，其中碳硫复合物为活性物质硫和碳材料的混合物，硫占复合物总质量的60-80wt％，碳硫复合物占电极基体的质量含量60-90％，导电剂的质量含量为0-20％，粘结剂的质量含量10-20％，电极基体表面Ni基氧化物复合层质量含量为电极基体的1-15wt％。


4.按照权利要求3所述的电极，其特征在于：所述碳材料包括碳纳米管、石墨烯、碳纳米纤维、KB600、KB300、Super-P中的一种或两种以上；导电剂为碳纳米管、石墨烯、碳纳米纤维、KB600、KB300、Super-P中的一种或两种以上；
所述粘结剂为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙二醇(PEG)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)、丁苯橡胶(SBR)中的一种或两种。


5.一种权利要求1-4任一所述电极的制备方法，其特征在于：
采用化学镀方法，于电极基体表面沉积Ni基氧化物复合层；
具体的操作过程如下：
1)泡沫镍的预处理：将厚度在1mm-3mm之间的片状泡沫镍，置于pH值在2.0-5.0之间的硫酸、盐酸或硝酸的水溶液中，进行5-20分钟活化预处理，将处理后的泡沫镍用去离子水清洗后，将其与电极基体紧密接触；
2)电极基体与泡沫镍接触表面进行化学镀Ni基氧化物复合涂层沉积修饰：
将步骤1)得到的接触的片状泡沫镍与电极基体一同浸没于镀液中；于镀液中的放入金属氧化物颗粒；金属氧化物于渡液中的质量浓度为0.05-3g/...

【专利技术属性】
技术研发人员：李先锋，勾剑，张洪章，张华民，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21