一种正极材料及其制备方法、正极片以及二次电池技术

本发明专利技术属于二次电池技术领域，尤其涉及一种正极材料及其制备方法、正极片以及二次电池。正极材料的制备方法，包括以下步骤：步骤S1、对固体硫粉加热进行热处理，保温得到液体硫；步骤S2、将有机物加入液体硫中进行加热固化得到固体混合物；步骤S3、将固体混合物研磨，加热处理，进行共聚反应得到正极材料。本发明专利技术的正极材料具有更好的离子传导率和更好的电化学性能。化学性能。化学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种正极材料及其制备方法、正极片以及二次电池


[0001]本专利技术属于二次电池
，尤其涉及一种正极材料及其制备方法、正极片以及二次电池。

技术介绍

[0002]随着电子设备在我们的日常生活中的广泛应用，目前的锂离子电池无法同时满足高能量密度及长循环寿命的需求。因此，亟需研究出一种新的具有更高比容量和更高能量密度的电池。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种正极材料的制备方法，操作简单，可控性。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0005]一种正极材料的制备方法，包括以下步骤：
[0006]步骤S1、对固体硫粉加热进行热处理，保温得到液体硫；
[0007]步骤S2、将有机物加入液体硫中进行加热固化得到固体混合物；
[0008]步骤S3、将固体混合物研磨，加热处理，进行共聚反应得到正极材料。
[0009]优选地，所述固体硫粉与有机物的重量份数比为1～10:2～25。
[0010]优选地，所述步骤S1中热处理的温度为100℃～300℃，升温速率为2℃/min～5℃/min，保温时间为2～10h。
[0011]优选地，所述步骤S2中加热固化的温度为200℃～450℃，升温速率为2℃/min～10℃/min。
[0012]优选地，所述步骤S3中研磨的球料比为1～3:8～10，转速为500r/min～700r/min，每球磨15～25分钟停止4～6分钟。
>[0013]优选地，所述有机物为腈类有机物，所述腈类有机物为戊腈、苯乙腈、己腈中的任意一种。
[0014]本专利技术的目的之二在于：针对现有技术的不足，而提供一种正极材料，具有良好的电化学性能。
[0015]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0016]一种正极材料，由上述的正极材料的制备方法得到。
[0017]本专利技术的目的之三在于：针对现有技术的不足，而提供一种正极片，具有良好的电化学性能。
[0018]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0019]一种正极片，正极集流体以及涂覆于正极集流体至少一表面的正极涂层，所述正极涂层包括上述的正极材料。
[0020]优选地，所述正极集流体包括箔体以及设置于箔体至少一表面的碳纳米管束层。
[0021]本专利技术的目的之四在于：针对现有技术的不足，而提供一种二次电池，具有高的比容量和能量密度。
[0022]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0023]一种二次电池，包括正极片、隔离膜、负极片、电解液以及壳体，所述隔离膜用于将正极片和负极片分隔，所述正极片为上述的正极片，所述负极片为金属锂片。
[0024]相对于现有技术，本专利技术的有益效果在于：本专利技术的正极材料的制备方法利用腈类化合物特有的碳氮三键和升华硫的八元环结构在高温条件下的开键反应，使得有机物与硫之间产生化学键结合，形成聚合态的高分子共聚硫。聚合状态的硫由于与有机物的键合作用，在充放电过程中可以避免形成易溶解的多硫化物，抑制“聚硫穿梭效应”，且与腈类有机物聚合后的共聚硫具有脆性，可以进一步研磨得到粒径较小的硫颗粒，增强充放电过程的电子和离子传导，获得了更为优异的电化学性能。
附图说明
[0025]图1是本专利技术的结构示意图。
[0026]其中：1、正极极片；2、正极活性物质；3、碳纳米管束层；4、集流体。
具体实施方式
[0027]下面结合具体实施方式和说明书附图，对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式并不限于此。
[0028]一种正极材料的制备方法，包括以下步骤：
[0029]步骤S1、对固体硫粉加热进行热处理，保温得到液体硫；
[0030]步骤S2、将有机物加入液体硫中进行加热固化得到固体混合物；
[0031]步骤S3、将固体混合物研磨，加热处理，进行共聚反应得到正极材料。
[0032]本专利技术的正极材料的制备方法利用腈类化合物特有的碳氮三键和升华硫的八元环结构在高温条件下的开键反应，使得有机物与硫之间产生化学键结合，形成聚合态的高分子共聚硫。聚合状态的硫由于与有机物的键合作用，在充放电过程中可以避免形成易溶解的多硫化物，抑制“聚硫穿梭效应”，且与腈类有机物聚合后的共聚硫具有脆性，可以进一步研磨得到粒径较小的硫颗粒，增强充放电过程的电子和离子传导，获得了更为优异的电化学性能。
[0033]在一些实施例中，所述固体硫粉与有机物的重量份数比为1～10:2～25。优选地，固体硫粉与有机物的重量份数比为1～3:2～10、3～6:10～20、6～10:20～25；具体地，固体硫粉与有机物的重量份数比为1:2、1:5、1:8、1:10、1:12、1:15、1:18、1:20、1:21、1:22、4:25、6:20、7:18、9:21、12:2、17:2、15:2、16:2、3:2、14:21、14:18、8:19、9:11、1:13、1:14。设置一定的固体硫粉与有机物，使二者混合反应更充分。
[0034]在一些实施例中，所述步骤S1中热处理的温度为100℃～300℃，升温速率为2℃/min～5℃/min，保温时间为2～10h。优选地，热处理温度为100℃～200℃、200℃～300℃，具体地，热处理温度为100℃、150℃、180℃、200℃、240℃、250℃、260℃、280℃、290℃、300℃；升温速率为2℃/min、3℃/min、4℃/min、5℃/min；保温时间为2～8h、8～10h，具体地，保温时间为2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h、9h、10h。设置一定的热处理温度、升温速率和保温时间，从
而使反应更充分。
[0035]在一些实施例中，所述步骤S2中加热固化的温度为200℃～450℃，升温速率为2℃/min～10℃/min。加热固化的温度为200℃～300℃、300℃～400℃、400℃～450℃，具体地，加热固化的温度为200℃、210℃、220℃、250℃、280℃、300℃、340℃、360℃、380℃、400℃、450℃，升温速率为2℃/min～5℃/min、5℃/min～10℃/min；具体地，升温速率为2℃/min、4℃/min、6℃/min、8℃/min、10℃/min。设置一定的加热固化温度，使反应更充分，同时避免温度过低使反应不彻底，避免温度过高使反应产生副反应，影响产物纯度。
[0036]在一些实施例中，所述步骤S3中研磨的球料比为1～3:8～10，转速为500r/min～700r/min，每球磨15～25分钟停止4～6分钟。优选地，球料比为1～1.5:8～8.5、1.5～2:8.5～9、2～3:9～10，具体地，球料比为1:8、1:9、1:10、2:9、2:10、3:8、3:9、3:10；转速为500r/min～600r/min、600r/min～700r/min，具体地，转速为5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、对固体硫粉加热进行热处理，保温得到液体硫；步骤S2、将有机物加入液体硫中进行加热固化得到固体混合物；步骤S3、将固体混合物研磨，加热处理，进行共聚反应得到正极材料。2.根据权利要求1所述的正极材料的制备方法，其特征在于，所述固体硫粉与有机物的重量份数比为1～10:2～25。3.根据权利要求1所述的正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中热处理的温度为100℃～300℃，升温速率为2℃/min～5℃/min，保温时间为2～10h。4.根据权利要求1所述的正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中加热固化的温度为200℃～450℃，升温速率为2℃/min～10℃/min。5.根据权利要求1所述的正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中研磨的球料比为1～3:8...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄明飞，胡魁，匡仁柿，刘关心，于子龙，杨山，陈杰，
申请(专利权)人：惠州锂威新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：