一种硫碳化合物复合正极材料及其制备和应用制造技术

本发明专利技术涉及一种硫碳化合物复合正极材料及其制备方法。该硫碳化合物复合正极材料的电化学活性结构为链状结构的

【技术实现步骤摘要】
一种硫碳化合物复合正极材料及其制备和应用


[0001]本专利技术属于化学电源及电极材料
，涉及一种硫碳化合物复合正极材料的制备方法，特别涉及一种高结构稳定性、非传统溶解沉降反应机制的硫碳化合物复合正极材料的制备方法，制备的硫碳化合物正极材料可以用以高循环稳定性锂硫电池新型硫正极。

技术介绍

[0002]社会发展对储能技术的需求日益增长。锂硫电池有较高的理论比容量(1675mAh/g)和理论能量密度(2600Wh/kg)，未来有可能满足新的电池储能系统(如便携式电子设备，电动车，电化学储能站)的应用要求，具有广阔的应用潜力，成为高比能二次电池的研究热点。
[0003]常规锂硫二次电池采用单质硫作为正极活性材料，金属锂作为负极活性材料。单质硫正极，放电过程中单质硫开环，变成长链的S8分子，与锂反应生成可溶性的多硫化锂，进一步被还原成难溶的Li2S2和不溶性Li2S，放电平台为2.3V和2.1V两个平台。第一放电平台中存在多硫化锂的溶解，会造成硫正极活性物质的流失，第二放电平台的电化学转化速率慢，限制了电池的快速充放电性能。常规技术手段本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硫碳化合物复合正极材料，其特征在于：是以硫碳化合物为电化学活性成份的复合正极材料，硫碳化合物的电化学活性结构组成为：R1‑
(S
‑
S)
n
‑
R2(1≤n≤2)，R1或R2组成为含有
‑
C＝C
‑
C＝C
‑
共轭结构和呋喃环结构的低聚物有机分子链段或非碳元素掺杂的上述结构的链段单元中的一种或两种以上，其中非碳元素包括N、P、B中的一种或两种以上，质量含量为1％～5％。2.一种硫碳化合物复合正极材料，其特征在于：该复合材料的组成为权利要求1中的硫碳化合物材料与高电子电导率的导电基体材料复合而成，导电基体材料占总质量的3％～15％，优选为5％～10％；所述的高电子电导率的导电基体材料可以是碳基材料、导电聚合物、纳米金属线等材料中的一种或两种以上；所述碳基材料为碳纳米管、碳纤维、乙炔黑、石墨烯、石墨、膨胀石墨以及羟基化改性的上述碳材料中的一种或两种以上混合物；所述导电聚合物为聚苯胺、聚噻吩、聚苯撑中的一种或两种以上；纳米金属线为纳米铜、纳米银、纳米铝中的一种或两种以上，金属线直径为10nm～100nm，长度为1μm～100μmm。3.一种权利要求1所述的硫碳化合物材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将有机小分子化合物分散于水溶液或水和乙醇混合(水与乙醇的体积比为1:0.5～1)溶液中，所述的有机小分子化合物为多羟基醛、多羟基醇、呋喃基醇以及能水解得到以上物质的化合物中的一种或两种以上；步骤2：向步骤1的溶液中添加酸或碱；步骤3：将步骤2的溶液在密闭体系下反应，获得有机低聚物；步骤4：反应后将步骤3的有机低聚物洗涤，干燥；步骤5：将步骤4的有机低聚物与硫混合均匀，惰性气体下，缩聚和脱氢硫化、碳化反应，最后获得高结构稳定性硫碳化合物正极材料。4.一种权利要求2所述的硫碳化合物复合正极材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：将有机小分子化合物、高电子电导率材料和表面活性剂分散于水溶液或水和乙醇混合(水与乙醇的体积比为1:0.5～1)溶液中，所述的有机小分子化合物为多羟基醛、多羟基醇、呋喃基醇以及能水解得到以上物质的化合物中的一种或两种以上；S2：向S1的溶液中添加...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈剑，郭德才，
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：