一种富含铝羟基的二氧化硅硫正极及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种富含铝羟基的二氧化硅硫正极及其制备方法，制备方法包括对天然凹凸棒石进行过筛和球磨，放入浓度为3～6mol/L的酸溶液中同时微波辐射与超声0.5‑5h，进行抽滤、洗涤和干燥，得到富含铝羟基的二氧化硅纤维；将所得富含铝羟基的二氧化硅纤维与单质硫混合研磨，保温后再次研磨，得到富含铝羟基的二氧化硅纤维/硫复合正极材料；将所得复合正极材料制成锂硫电池正极片，应用在锂硫电池中。所述富含铝羟基的二氧化硅硫正极无需外加其它非活性物质，导电性优异，载硫量高达70％，制备方法简单，且原材料凹凸棒石成本低廉，锂硫电池的循环性能和电池能量密度较商业活性炭载硫均有较大提升，应用前景广阔。

A silica sulfur anode rich in aluminum hydroxyl and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种富含铝羟基的二氧化硅硫正极及其制备方法
本专利技术涉及新能源材料领域，尤其涉及一种富含铝羟基的二氧化硅硫正极及其制备方法。
技术介绍
随着石油产量的预计下降，环境污染问题不断加剧，社会交通运输经济的转型不可避免。其中增加电动汽车的投入使用比例就要求开发高安全性、高能量密度、低成本及长寿命的二次电池技术。锂硫电池具有高达1675mAhg-1的理论比容量，电池能量密度与体积密度分别高达2600Whkg-1与2800WhL-1，是其它嵌入型正极材料的五倍以上，应用于电动汽车续航里程理论上大于400km。且地球上硫资源丰富，环境友好。然而，锂硫电池的商业化应用仍然存在着诸多问题：(1)硫以及锂硫产物导电性差；(2)循环过程中接近80％的体积膨胀；(3)中间体多硫化物(Li2Sx，4≤x≤8)在充放电过程中的溶解与穿梭效应；(4)可溶性Li2S4向固态Li2S的液固相变动力学缓慢，从而导致S的低利用率。这些是导致锂硫电池容量衰减、库伦效率低的主要原因。目前多以大比表面积、多孔的碳材料(孔径分布不同的多孔碳、石墨烯、碳纳米管)与活性物质硫复合作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种富含铝羟基的二氧化硅硫正极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)球磨/n对天然凹凸棒石进行过筛和球磨处理，得到凹凸棒石；/n(2)微波超声辅助酸洗/n将步骤(1)所得凹凸棒石放入浓度为3～6mol/L的酸溶液中，同时微波辐射与超声处理0.5-5h，然后进行抽滤、洗涤和干燥，得到富含铝羟基的二氧化硅纤维；/n(3)载硫/n将步骤(2)所得的富含铝羟基的二氧化硅纤维与单质硫按质量比为3∶7的比例混合研磨，置于聚四氟乙烯内衬的反应釜中，再放入烘箱中以5-10℃/min的升温速度升温至155℃后保温12-18h，降至室温后研磨均匀，得到富含铝羟基的二氧化硅纤维/硫复合正极材料，所得二...

【技术特征摘要】
1.一种富含铝羟基的二氧化硅硫正极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)球磨
对天然凹凸棒石进行过筛和球磨处理，得到凹凸棒石；
(2)微波超声辅助酸洗
将步骤(1)所得凹凸棒石放入浓度为3～6mol/L的酸溶液中，同时微波辐射与超声处理0.5-5h，然后进行抽滤、洗涤和干燥，得到富含铝羟基的二氧化硅纤维；
(3)载硫
将步骤(2)所得的富含铝羟基的二氧化硅纤维与单质硫按质量比为3∶7的比例混合研磨，置于聚四氟乙烯内衬的反应釜中，再放入烘箱中以5-10℃/min的升温速度升温至155℃后保温12-18h，降至室温后研磨均匀，得到富含铝羟基的二氧化硅纤维/硫复合正极材料，所得二氧化硅纤维/硫复合正极材料中的硫为单斜硫和无定型态的硫；
(4)制备正极
将步骤(3)所得的富含铝羟基的二氧化硅纤维/硫复合正极材料、导电剂和粘结剂在溶剂中混合均匀得到正极浆料，将所得正极浆料涂覆在涂碳铝箔上，干燥压片后得到富含铝羟基的二氧化硅硫正极。


2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述球磨具体为以300-500转/分钟的转速球磨2-4时。


3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐爱东，张士林，杨华明，张毅，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43