一种核壳结构锂硫电池正极材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及核壳结构锂硫电池正极材料及其制备方法：通过简单的液相法一步合成具有核壳结构的氮掺杂石墨烯包覆硫/碳纳米管(或碳纳米纤维)复合材料。碳纳米管所构建的三维网络不仅改善硫的利用率，提高倍率性能，同时其位于核壳之间也有利于缓解单质硫的体积膨胀，改善循环性能；石墨烯的包覆可以减缓“穿梭效应”和提高倍率性能，石墨烯上的含氮官能团与多硫化物的配位作用将进一步地改善“穿梭效应”，提高锂硫电池的循环寿命。通过氮掺杂石墨烯和碳纳米管的物化协同效应来提高锂硫电池的放电比容量、倍率性能和循环寿命。制备方法简便且材料性能优异，在具有大倍率和高能量密度要求的无人机及电动汽车等领域将有广阔应用前景。用前景。用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种核壳结构锂硫电池正极材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种可提高锂硫电池的比容量、倍率性能和循环寿命的具有核壳结构的锂硫电池正极材料。本专利技术还涉及所述锂硫电池正极材料的制备方法。

技术介绍

[0002]随着无人机和电动汽车等相关行业的迅猛发展，以及“碳达峰”和“碳中和”目标的提出，大倍率和高能量密度电池(≥350wh/kg)的市场需求越来越强烈。而传统的电池材料已经逼近理论容量，无法满足市场的进一步发展要求。因此，开发具有高性能、低成本和环境友好的新型锂离子二次电池具有非常重要的战略意义。单质硫具有较高的理论比容量(1675mAh/g)和较高的理论比能量(2600Wh/kg)，以及储量丰富、价格低廉、环境友好等优点，锂硫电池被认为是能量密度最先达到500Wh/kg以上的热门电池体系之一。然而，单质硫本身的导电性差(在常温25摄氏度下，导电率仅为5
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种核壳结构锂硫电池正极材料，其特征是：由碳纳米管(或者碳纳米纤维)构成的三维导电网络分散在硫微粒的内部、以及氮掺杂石墨烯层与硫微粒之间，氮掺杂石墨烯层包覆在硫/碳纳米管(或碳纳米纤维)的外部，形成核壳结构。2.根据权利要求1所述的核壳结构锂硫电池正极材料的制备方法，其特征是包括以下步骤：把碳纳米管(或碳纳米纤维)、氧化石墨烯、尿素(氮源)、硫代硫酸盐按照一定的质量比加入到含有聚乙烯吡咯烷酮的水溶液中进行超声处理，超声1～2小时后，缓慢注入酸溶液，同时搅拌混合后的溶液直到反应结束，经过过滤、清洗和干燥后即可得到氮掺杂石墨烯包覆硫/碳纳米管(或碳纳米纤维)的核壳结构复合物；搅拌速率为500转/分钟～1000转/分钟，混合后的溶液的反应温度为60度～90度，聚乙烯吡咯烷酮的浓度为0.5％～3％。3.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐辉，陈申，覃旭松，陈国华，
申请(专利权)人：深圳启辰新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：