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一种全固态电池聚合态硫正极材料及其制备方法与应用技术

技术编号:25444701 阅读:73 留言:0更新日期:2020-08-28 22:31
本发明专利技术公开了一种全固态电池聚合态硫正极材料及其制备方法与应用。所述全固态电池聚合态硫正极材料为单质硫与多种功能性单体的自由基共聚产物。所述功能性单体为能进行自由基共聚的烯烃类单体,且能与熔融单质硫混溶或在共溶剂存在下与熔融单质硫混溶的单体,所述功能性单体中至少包括一种具有导离子能力的功能性单体,所述功能性单体的种类为1‑4种。将本发明专利技术的聚合态硫正极材料应用到全固态电池中时,可以改善单质硫在电化学反应中迟滞的电极动力学,从而提高全固态电池的容量和充放电速率,有利于实现聚合态硫正极材料在全固态电池中的大规模应用,原料易得,工艺简单。

【技术实现步骤摘要】
一种全固态电池聚合态硫正极材料及其制备方法与应用
本专利技术涉及一种聚合态硫正极材料,尤其涉及一种用于全固态电池的聚合态硫材料及其制备方法与应用。
技术介绍
全固态电池有望解决目前电解液体系电池所面临的安全性不足、能量密度较低等关键问题,促进电池的更大规模应用,是电池发展的重要方向之一。采用高克容量正负极材料是全固态电池的重要优势,也是其发展必然趋势。单质硫具有1675mAhg-1的理论比容量,相比于目前普遍使用的比容量不足200mAhg-1的正极材料,可显著提升锂电池能量密度。此外,硫还具有资源丰富、价格便宜等巨大优势。因此,在全固态电池中,硫也被普遍接受为未来正极材料的重要候选材料。然而,全固态电池中使用硫作为正极活性材料,面临着严重的导电、导离子问题。室温下单质硫的电子电导率为5×10-30Scm-1,硫化锂的离子电导率为10-9Scm-1,是典型的电子和离子绝缘体,会造成活性物质利用率低、电池内阻过大等问题。为解决单质硫的电子绝缘性问题,长期以来将具有多层次孔隙结构的碳材料应用于锂硫电池正极中,如碳纳米管、碳纳米纤维、石墨烯、中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全固态电池聚合态硫正极材料,其特征在于:所述全固态电池聚合态硫正极材料为单质硫与多种功能性单体的自由基共聚产物。所述功能性单体为能进行自由基共聚的烯烃类单体,且能与熔融单质硫混溶或在共溶剂存在下与熔融单质硫混溶的单体,所述功能性单体中至少包括一种具有导离子能力的功能性单体,所述功能性单体的种类为1-4种。/n

【技术特征摘要】
1.一种全固态电池聚合态硫正极材料,其特征在于:所述全固态电池聚合态硫正极材料为单质硫与多种功能性单体的自由基共聚产物。所述功能性单体为能进行自由基共聚的烯烃类单体,且能与熔融单质硫混溶或在共溶剂存在下与熔融单质硫混溶的单体,所述功能性单体中至少包括一种具有导离子能力的功能性单体,所述功能性单体的种类为1-4种。


2.如权利要求1所述全固态电池聚合态硫正极材料,其特征在于:所述功能性单体为异丁烯基类单体、烯丙基类单体、丙烯酸酯类单体、甲基丙烯酸酯类单体、丙烯腈类单体中的一种或多种。


3.如权利要求1所述全固态电池聚合态硫正极材料,其特征在于:所述具有导离子能力的功能性单体为聚乙二醇丙烯酸酯类单体和丙烯腈类单体中的一种或多种。


4.一种权利要求1所述全固态电池聚合态硫正极材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:于145-205℃温度下搅拌单质硫使其熔融,然后依次加入共溶剂、引发剂、多种功能性单体,在145-205℃下反应0.5-6h...

【专利技术属性】
技术研发人员:高翔张帆罗英武
申请(专利权)人:浙江大学
类型:发明
国别省市:浙江;33

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