一种正极活性材料及其制备方法、电池正极和锂硫电池技术

为克服现有锂硫电池正极存在循环性能差的问题，本发明专利技术提供了一种正极活性材料，包括多孔碳载体、硫和聚多巴胺层，所述多孔碳载体的外表面和孔洞表面形成有亲水基团，所述硫负载于所述多孔碳载体的外表面和孔洞内部以形成复合材料，所述聚多巴胺层包覆于所述复合材料的表面。同时，本发明专利技术还公开了上述正极活性材料的制备方法、电池正极和锂硫电池。本发明专利技术提供的正极活性材料具有较高的电导率和稳定性，提高电池循环性能。

【技术实现步骤摘要】
一种正极活性材料及其制备方法、电池正极和锂硫电池
本专利技术属于二次电池
，具体涉及一种正极活性材料及其制备方法、电池正极和锂硫电池。
技术介绍
随着人类社会的发展，环境问题以及能源危机已经越来越受到研究者的专注，发展清洁能源是一件刻不容缓的事业。锂电池由于其较少的污染及无记忆效应和较高的能量密度受到人们的关注，如今已经应用在新能源汽车等诸多领域。然而在现有体系下，其能量密度已接近上限，就新能源车而言，意味着续航里程受到限制，因此发展更高能量密度的储能器件已成为迫切的需求。锂硫电池由于其超高的能量密度(理论为2600Wh/kg)，且原料硫来源广泛且无污染受到研究者们的关注。锂硫电池已经出世几十年，然而并没有可大批量生产及产业化应用的产品问世。其中原因主要有以下几点：硫的不导电性，在充放电过程中的穿梭效应及体积巨大变化造成的容量急剧衰减，金属锂负极的枝晶等问题限制了其实际应用。自LindarNazar于2009年提出多孔碳材料对于锂硫电池性能有明显改善起，用多孔碳来负载硫成为提升锂硫电池性能的重要途径。由于多孔碳对于构筑电极内部的导电网络、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种正极活性材料，其特征在于，包括多孔碳载体、硫和聚多巴胺层，所述多孔碳载体的外表面和孔洞表面形成有亲水基团，所述硫负载于所述多孔碳载体的外表面和孔洞内部以形成复合材料，所述聚多巴胺层包覆于所述复合材料的表面。/n

【技术特征摘要】
1.一种正极活性材料，其特征在于，包括多孔碳载体、硫和聚多巴胺层，所述多孔碳载体的外表面和孔洞表面形成有亲水基团，所述硫负载于所述多孔碳载体的外表面和孔洞内部以形成复合材料，所述聚多巴胺层包覆于所述复合材料的表面。


2.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，所述亲水官能团包括-CHO、-OH和-COO-中的一种或多种。


3.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，所述多孔碳载体为石墨烯多孔碳材料。


4.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，所述多孔碳载体的比表面积为375～2400m2/g，孔体积为0.53～2.24cm3/g。


5.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，所述多孔碳载体为颗粒状，所述多孔碳载体的粒径为0.5～10um。


6.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，所述多孔碳载体包括孔径小于2nm的微孔，孔径2～50nm的介孔和孔径50～100nm的大孔。


7.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，所述多孔碳载体和所述硫的质量比为10～45：55～90。


8.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，所述聚多巴胺层的厚度为2～20nm。


9.如权利要求1～8任意一项所述的正极活性材料的制备方法，其特征在于，包括以下操作步骤：
将多孔碳载体置于碱液中进行处理后干燥；
多孔碳载体和硫进行混合，加热使硫渗入至所述多孔碳载体的外表面和孔洞内部；
将硫和多孔碳载体的复合材料置于多巴胺溶液中，使多巴胺聚合于复...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡倩倩，洪晔，长世勇，董海勇，吴春宇，胡志鹏，
申请(专利权)人：广州汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44