具有互嵌式双层结构的锂硫电池正极及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种互嵌式双层结构锂硫电池正极：在硫正极表面上由表及里是由纳米级催化剂组成的催化剂层和由催化剂、粘结剂、导电剂和硫碳复合物组成的混合层；制备方法：通过调节涂布浆料的粘度、催化剂与活性物质的粒径比和涂布干燥速率，利用浮力竞争机制来一步形成具有互嵌式双层结构的锂硫电池正极。催化剂层利用物理阻挡作用和化学吸附效应来缓解或阻止多硫化物因“穿梭效应”而造成的容量损失，提高锂硫电池的容量保持率和库伦效率；混合层中的催化剂通过化学吸附效应和催化转化机制，改善活性硫的利用率和转化效率，从而提高了锂硫电池的放电比容量和倍率性能。此方法简单易操作，适合工业化生产。适合工业化生产。适合工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
具有互嵌式双层结构的锂硫电池正极及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种可提高锂硫电池的比容量、库伦效率和循环寿命的具有互嵌式双层结构的锂硫电池正极。本专利技术还涉及所述锂硫电池正极的制备方法，应用于锂硫电池等新能源领域。

技术介绍

[0002]随着新能源汽车产业的飞速发展，日益增长的电动车数量和相应的充电设施的极度不匹配，使得市场对于高能量密度电池的诉求也越来越强烈，传统锂离子电池正极材料的能量密度已经接近理论值，将无法满足未来市场应用的要求。特别是“碳达峰”和“碳中和”终极目标的提出，新能源汽车市场将进一步快速地扩张，寻求更高能量密度的新体系电池已经势在必行。而硫因其储量大、价格便宜、环境友好、易于回收，并且具有较高的理论比容量(1675mAh/g)和理论比能量(2600Wh/kg)，所以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。但是，因为硫本身导电性差，而且在充放电过程易产生“穿梭效应”，这些都影响了锂硫电池的进一步应用和发展。目前，国内外很多科研院所和企业都在致力于锂硫电池的研发。常用的方法是通过导电材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有互嵌式双层结构的锂硫电池正极，其特征是：为在硫正极表面上由表及里覆盖有由纳米级催化剂组成的催化剂层和由催化剂、粘结剂、导电剂和硫碳复合物组成的混合层。2.根据权利要求1所述的具有互嵌式双层结构的锂硫电池正极，其特征是：所述的催化剂为硫化钴、硫化钼、硫化镍或硫化硒中的一种，其粒径与硫碳复合物的粒径比为1:100～1:1000，其在硫正极中(不含基材)的质量占比为2％～5％，催化剂层的厚度为0.1微米～2微米。3.根据权利要求1所述的具有互嵌式双层结构的锂硫电池正极，其特征是：所述的硫碳复合物为单质硫和导电碳材料的复合物，硫的含量为60％～70％,硫碳复合物在硫正极中(不含基材)的质量占比为75％～90％。4.根据权利要求1所述的具有互嵌式双层结构的锂硫电池正极，其特征是：所述混合层中的粘结剂为羧甲基纤维素锂、羧甲基纤维素、海藻酸钠、聚丙烯酸、聚丙烯酸锂、壳聚糖、葡萄糖和聚丙烯酸酯中的一种或两种，粘结剂的总质量在硫正极中(不含基材)的质量占比为4％～10％。5.根据权利要求1所述的锂硫电池正极，其特征是：所述混合层中的导电剂为碳纳米管、碳纳米纤维、氧化石墨烯和石墨烯中的一种，其在硫正极中(不含基材)的质量占比为3％～10％。6.一种如权利要求1

【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：