一种复合硫正极材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种复合硫正极材料及其制备方法和应用，采用层状金属磷酸盐作为硫正极反应促进剂，设计并制备了一种硫正极。层状金属磷酸盐是一类阳离子层状化合物，具有离子交换、质子导电、吸附、催化性能。所用的层状金属磷酸盐对多硫化物具有良好的吸附作用，促进了多硫化物向硫化锂的转化反应。复合硫正极材料由含硫活性物质和硫正极反应促进剂组成，硫电极中包含复合硫正极材料、导电剂和粘结剂等。将硫电极应用于锂硫电池的正极，电池表现出更高的容量保持率、循环性能和倍率性能。采用本技术研制的锂硫电池可应用于规模储能、移动和无线电子设备、电动工具、混合动力和电动交通工具等领域。工具等领域。

【技术实现步骤摘要】
Discharge Rates in Lithium-Sulfur Batteries.)等人开发了一种MOFs与导电聚合物(聚吡咯ppy)的复合材料ppy-MOF，结合了MOFs的极性、多孔优势以及导电聚合物的导电特性，提高了电池的循环稳定性。但是无论MOF还是MXENE的制备成本都是很高的，限制了材料的大规模应用。
[0005]本专利技术采用层状金属磷酸盐作为硫正极反应促进剂，设计并制备了一种硫正极。层状金属磷酸盐是一类阳离子层状化合物，具有离子交换、质子导电、吸附、催化性能。所用的层状金属磷酸盐对多硫化物具有良好的吸附作用，促进了多硫化物向硫化锂的转化反应。复合硫正极材料由含硫活性物质和硫正极反应促进剂组成，硫电极中包含复合硫正极材料、导电剂和粘结剂等。本专利技术采用层状金属磷酸盐作为正极反应促进剂设计的硫正极，可以有效提升锂硫电池的库伦效率，改善了锂硫电池的循环性能。采用本技术研制的锂硫电池可应用于规模储能、移动和无线电子设备、电动工具、混合动力和电动交通工具等领域。

技术实现思路

[0006]为了解决锂硫电池硫正极多硫化物溶解流失所造成的电池循环性差的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合硫正极材料，其特征在于：该复合硫正极材料由含硫活性物质和硫正极反应促进剂组成，所述硫正极反应促进剂所占的质量百分比为0.5～60％，所述硫正极反应促进剂为层状金属磷酸盐。2.根据权利要求1所述的复合硫正极材料，其特征在于：所述层状金属磷酸盐分子通式为：M(HPO4)2·
H2O或M(PO4)(H2PO4)
·
2H2O，其中金属阳离子M是Ti
4+
或Ce
4+
或Sn
4+
或Pb
4+
或Ge
4+
或Mn
4+
或Ni
4+
或W
4+
或Mo
4+
或Hf
4+
的一种。3.根据权利要求1所述的复合硫正极材料，其特征在于：所述的含硫活性物质可以是正交硫或斜方硫或单斜硫或弹性硫或硫化聚丙烯腈或硫化聚吡咯或硫化聚噻吩或硫化聚对苯或硫化聚苯基乙炔或硫化聚苯胺或硫化聚苯硫醚中的一种或两种或多种的组合。4.根据权利要求1所述的复合硫正极材料，其特征在于：所述的层状金属磷酸盐通过固相法、沉淀法、凝胶法或溶剂热方法，或是其中几种方法的联合制备得到。5.一种如权利要求1-4任一所述复合硫正极材料的制备方法，其特征在于：当所述的含硫活性物质为正交硫或斜方硫或单斜硫或弹性硫的一种或两种或多种联合应用时，热处理过程为150～200℃处理8～48h；当含硫活性物质为硫化聚丙烯腈或硫化聚吡咯或硫化聚噻吩或硫化聚对苯或硫化聚苯基乙炔或硫化聚苯胺或硫化聚苯硫醚中的一种或两种或多种，热处理过程为280～400℃处理3～36h。6.一种含权利要求1-4任一所述复合硫正极材料的复合硫电极，其特征在于：该硫电极包含复合硫正极材...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈剑，袁海峰，
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：