一种锂化埃洛石锂硫电池正极材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种锂化埃洛石锂硫电池正极材料，所述正极材料以埃洛石为原料，经锂化后载硫得到；所述正极材料中埃洛石的长度为0.05～2um，外径为30～100nm，管壁厚度为6～25nm；所述正极材料的载硫量为80％以上。本发明专利技术首次将锂化埃洛石应用到锂硫电池正极材料中，通过锂化将锂离子吸附在埃洛石带负电的管外壁，促进了锂离子的扩散，利于与电解液的接触，从而提升了电化学反应动力学。利用埃洛石的管腔空间实现高载硫，带正电的管内壁吸附锂硫电池充放电过程产生的多硫化物阴离子，从而抑制穿梭效应。锂化后显著提升了电池的倍率性能、比容量与循环稳定性。本发明专利技术的制备方法以廉价易得的埃洛石为原料，成本低，工艺简单，具有产业化前景。

【技术实现步骤摘要】
一种锂化埃洛石锂硫电池正极材料及其制备方法
本专利技术涉及锂硫电池材料
，特别涉及一种锂化埃洛石锂硫电池正极材料及其制备方法。
技术介绍
可再生能源加新型储能装置已经成为了目前人类社会应对能源危机与环境污染的有效模式。地球上丰富和廉价的硫被认为是开发先进的能源存储设备的候选者之一。锂硫电池具有高的理论比容量1675mAhg-1，电池能量密度与体积密度分别高达2600Whkg-1与2800WhL-1，是其它传统锂电正极材料(例如钴酸锂与磷酸铁锂)的5-10倍。然而硫在锂硫电池中利用率通常受到一些问题阻碍：(1)S与最终产物Li2S都是电子绝缘体(分别为5×10-30及10-13S/cm)及差的离子电导率，不利于电池的倍率性能。(2)充放电循环过程中S(密度为2.07g/cm3)与Li2S(密度为1.66g/cm3)间的转化造成体积反复膨胀收缩，从而造成活性物质从集流体上脱落。(3)中间体多硫化物(Li2Sx,4≤x≤8)在充放电过程中的溶解，即穿梭效应，造成严重的自放电及活性物质的损失。(4)电化学反应动力学过程缓慢，尤其是多硫化物向Li2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂化埃洛石锂硫电池正极材料，其特征在于：所述正极材料以埃洛石为原料，经锂化后，载硫得到；所述正极材料中埃洛石的长度为0.05～2um，外径为30～100nm，管壁厚度为6～25nm；所述正极材料的载硫量为80％以上。/n

【技术特征摘要】
1.一种锂化埃洛石锂硫电池正极材料，其特征在于：所述正极材料以埃洛石为原料，经锂化后，载硫得到；所述正极材料中埃洛石的长度为0.05～2um，外径为30～100nm，管壁厚度为6～25nm；所述正极材料的载硫量为80％以上。


2.一种锂化埃洛石锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，埃洛石除杂：
将天然埃洛石进行水洗浮选，然后放入去离子水中，在常温下磁力搅拌，取中部悬浮的乳白色粉末，抽滤后干燥、筛选，获得除杂后的埃洛石；
步骤2，酸刻蚀：
取步骤1除杂后的埃洛石加入硫酸中，在90℃下搅拌刻蚀，然后抽滤，用去离子水和无水乙醇洗涤至中性后，置于60度的真空干燥箱中烘干12h，得酸刻蚀埃洛石；
步骤3，锂化：
将步骤2得到的酸刻蚀埃洛石加入到LiOH溶液中，在常温下搅拌进行锂化，然后用乙醇洗涤，冷冻干燥24h后得到锂化埃洛石；
步骤4，载硫：
将步骤3得到的锂化埃洛石与单质硫按质量比2:8的比例混合研磨，然后进行热处理，热处理完成后自然冷却至室温，取出充分研磨均匀，获得锂化埃洛石载硫材料。


3.根据权利要求2所述的锂化埃洛石锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，搅拌速度为800rpm，搅拌时间为24h。

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