一种锂硫电池复合正极材料、其制备和应用制造技术

本发明专利技术属于锂硫电池电极材料技术领域，更具体地，涉及一种锂硫电池复合正极材料、其制备和应用。通过静电纺丝法将混合碳硫材料与高分子聚合物复合制备为三维导电纤维结构的硫载体材料，然后再通过热处理进行载硫形成该正极材料。该正极材料独特的3D纤维纳米结构不仅可以提供快速的电子离子传输通道，而且可以有效缓解传统锂硫电池面临的体积膨胀和多硫化物的溶解与穿梭效应。本发明专利技术通过静电纺丝和热处理两步法合成的纤维结构正极材料，与现有技术制备的锂硫电池正极材料相比表现出更优异的长循环稳定性和高倍率性能，大幅提高了硫利用率，解决了传统硫正极材料循环稳定性差的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种锂硫电池复合正极材料、其制备和应用


[0001]本专利技术属于锂硫电池电极材料
，更具体地，涉及一种锂硫电池复合正极材料、其制备和应用。

技术介绍

[0002]随着现代的电动汽车和流行的电子产品领域飞速发展，对于传统锂离子电池能量密度只能达到300Wh/kg，已经难以满足人们对高能量密度电池的要求了，因此急需开发下一代高能量密度二次电池。锂硫电池以储量丰富、成本低和对环境污染小的硫单质作为正极活性物质，并且锂硫电池具有超高的理论能量密度(2600Whkg
‑1)和理论比容量(1675mAhg
‑1)，具备上述的优点使得锂硫电池有潜力成为下一代高能量密度二次电池。然而锂硫电池面临着许多科学挑战，(1)硫和硫化锂的电绝缘性，导致硫的动力学缓慢和电池高倍率性能差；(2)多硫化物溶解与穿梭效应的发生，导致容量快速衰减，循环寿命差和库伦效率低；(3)硫在充放电过程中的体积变化问题，会导致正极材料结构损坏和崩塌。
[0003]为了进一步解决上述锂硫电池存在的问题，大多数的研究致力于电解液改性，隔膜修饰，粘结剂设计及引入动力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将导电碳材料和硫粉混合后研磨，得到粉末状CS混合材料；(2)将步骤(1)所述粉末状CS混合材料与用于制备静电纺丝液的高分子聚合物有机溶液混合后搅拌均匀，得到CS@高分子聚合物纺丝液；(3)将步骤(2)获得的CS@高分子聚合物纺丝液进行静电纺丝得到CS@高分子聚合物纤维；(4)将步骤(3)获得的CS@高分子聚合物纤维与掺硒或掺碲的硫粉混合后研磨，然后在保护气氛下加热进行硫化和碳化处理，得到复合材料。2.如权利要求1所述的制备方法，步骤(1)所述导电碳材料为科琴黑、BP2000、导电石墨、乙炔黑和Super P中的至少一种；步骤(1)所述导电碳材料和硫粉的质量比为1:(3
‑
6)。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)将导电碳材料和硫粉混合后湿法球磨1
‑
10小时，干燥后得到粉末状CS混合材料。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述用于制备静电纺丝液的高分子聚合物有机溶液，其中所述高分子聚合物为聚丙烯腈、聚氨酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯和聚苯并咪唑中的一种或多种。5.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢佳，吴强，张薇，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：