一种锂硫电池正极材料制备方法以及锂硫电池技术

本发明专利技术公开了一种锂硫电池高效载硫正极材料的制备方法，采用简易的静电纺丝技术，经过随后的气相硫化以及同步碳化过程，获得一种金属硫化物均一镶嵌的杂原子掺杂的碳纳米纤维高效载硫体。制得的锂硫电池正极材料，通过碳纳米纤维支撑的金属硫化物与多硫化锂具有较强的化学相互作用，从而实现金属硫化物作为硫正极材料时对多硫化锂较强的化学吸附能力，实现对多硫化物的吸附，从而抑制其在两极之间的穿梭，是提高锂硫电池性能。是提高锂硫电池性能。是提高锂硫电池性能。

【技术实现步骤摘要】
一种锂硫电池正极材料制备方法以及锂硫电池


[0001]本专利技术属于锂硫电池领域，尤其涉及一种锂硫电池正极材料制备方法以及锂硫电池。

技术介绍

[0002]锂硫电池具有超高的理论比容量(1675mAh g
‑1)和能量密度(2600Wh kg
‑1)，与现有的锂离子电池相比有着明显的优势，在各种二次电池中脱颖而出并引起了诸多研究者的广泛关注，是最具应用前景的储能设备之一。锂硫电池之所以能展现较高的容量是因为在充放电过程中涉及多步、多电子得失的氧化还原反应。在放电过程中，正极环状结构的单质硫(S8)发生逐级还原，先还原成高阶的多硫化锂(Li2S4‑8)，再进一步还原成短链的多硫化锂，最终完全还原成难溶的非导电的硫化锂(Li2S)。在充电的过程中，正极的一系列多硫化锂最终被氧化成S8总反应表达式为S8+16Li
→
8Li2S，发生两个电子的得失反应。然而，这些多硫化锂易溶于电解液，容易在正负极之间来回扩散穿梭，导致电池性能下降。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是，利用对多硫化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂硫电池高效载硫正极材料的制备方法，其特征在于：包括，将过渡金属盐和酸化处理后的碳纳米管分别溶解和均匀分散在的溶剂中，质量分数为溶质比上溶剂；其中，所述过渡金属盐的质量分数为6wt％
‑
10wt％，酸化碳纳米管的质量分数为1wt％
‑
2.5wt％；将高聚物溶解于上述混合溶液中，其中，所述高聚物在溶液中的质量分数为8wt％
‑
10wt％)；搅拌均匀后获得纺丝前驱体液，所述搅拌时间为6
‑
12h；对上述前驱体液进行静电纺丝，其中，所述静电纺丝制得的纳米纤维前驱体；所述纳米纤维前驱体置于马弗炉中，在220
‑
250℃下进行预氧化3h，得到氧化纳米纤维；将氧化纳米纤维进行气相硫化和同步碳化；将硫源和所述氧化纳米纤维分别置于一瓷舟的两端，以惰性气体作为保护气和载气将上述盛有所述硫源和所述氧化纳米纤维的瓷舟置于管式炉中，其中，所述盛有硫源一端的瓷舟位于气体通入的上游端，进行热处理；得到碳纳米纤维支撑的金属硫化物；将所述金属硫化物作为硫宿主材料，采用熔融扩散法将活性物质单质硫均一负载于所述硫宿主材料中，制备成锂硫电池正极。2.根据权利要求1所述的一种锂硫电池高效载硫正极材料的制备方法，其特征在于：所述将上述盛有硫源和氧化纳米纤维的瓷舟置于管式炉中进行热处理的反应温度为300
‑
650℃，反应时间为3
‑
12h。3.根据权利要求1所述的一种锂硫电池高效载硫正极材料的制备方法，其特征在于：所述以惰性气体作为保护气和载气的惰性气体为氩气(Ar)。4.根据权利要求1所述的一种锂硫电池高效载硫正极材料的制备方法，其特征在于：所述锂硫电池正极的制备方法包括，以升华硫作为硫源，硫宿主材料和升华硫按一定的质量比，其中，宿主材料和升华硫的质量比为3:7；将升华硫溶解于一定体积的二硫化碳(CS2)溶剂中，其中，升华硫在C...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊松，刘金涛，吴睿，
申请(专利权)人：成都瑞新阳能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：