System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 纳米复合材料和制造用于在高温下的高硫负载量和高硫利用率的催化剂的方法技术_技高网

纳米复合材料和制造用于在高温下的高硫负载量和高硫利用率的催化剂的方法技术

技术编号:40663169 阅读:4 留言:0更新日期:2024-03-18 18:56
提供了包括纳米复合材料和硫的电极。纳米复合材料包含0.1至15重量%的金属氧化物、碳和h‑BN。还提供了锂‑硫电池5200,该锂‑硫电池5200具有阳极5202、阴极5204、隔板5206和电解质5208。锂‑硫电池5200的阴极5204包括纳米复合材料和硫。还提供了一种制备电极的方法。该方法包括研磨金属前体、碳和h‑BN以制造前体混合物,并在氧气的存在下将该前体混合物加热至预定温度以形成纳米复合材料。该方法还包括将纳米复合材料与硫混合以产生电极混合物,并由该电极混合物形成电极。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】


技术介绍

1、可充电电池用于为广泛的消费设备(诸如电动车辆和便携式电子设备)供电。然而,可充电电池容易故障,并且在“滥用条件”下可能是不安全的,诸如当可充电电池过度充电、过度放电或在高温高压下工作时。例如,当在高温下工作时,可充电电池可能会发生热失控。在热失控期间,高温会引发在电池中的一系列放热反应,导致电池温度迅速升高。热失控可能会导致电池故障、设备损坏和用户伤害。在热失控期间,诸如锂离子电池和锂-硫电池的可充电电池可能容易着火和爆炸,因为电极材料(例如阳极材料和阴极材料)可能具有高反应性和不稳定性。即使在热失控没有发生时,可充电电池中使用的电极材料在高温下工作时也会经受性能衰减。


技术实现思路

1、提供
技术实现思路
以介绍概念的选择,这些概念将在下文的具体实施方式中进一步描述。
技术实现思路
并不旨在确认所要求保护的主题的关键特征或基本特征,也不旨在作为限制所要求保护的主题的范围的辅助。

2、在一方面,本文公开的实施方案涉及一种包含纳米复合材料和硫的电极材料。纳米复合材料包含0.1至15重量%的金属氧化物、碳和h-bn。

3、在另一方面,本文公开的实施方案涉及一种锂-硫电池,该锂-硫电池具有阳极、阴极、隔板和电解质。锂-硫电池的阴极包括纳米复合材料和硫。纳米复合材料包含0.1至15重量%的金属氧化物、碳和h-bn。

4、在仍另一方面,本文公开的实施方案涉及一种制备电极的方法。该方法包括研磨金属前体、碳和h-bn以制造前体混合物,并在氧气的存在下将该前体混合物加热至预定温度以形成纳米复合材料。纳米复合材料包含0.1至15重量%的金属氧化物。该方法还包括将纳米复合材料与硫共混以产生电极混合物,并由该电极混合物形成电极。

5、根据以下描述和所附权利要求,所要求保护的主题的其他方面和优点将是显而易见的。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种电极材料,包含:

2.根据权利要求1所述的电极材料,其中所述金属氧化物选自由Co3O4、Fe2O3、SnO2及其组合组成的组。

3.根据权利要求2所述的电极材料,其中所述金属氧化物选自由Fe2O3、SnO2及其组合组成的组。

4.根据任一前述权利要求所述的电极材料,包含2至7重量%的所述金属氧化物。

5.根据任一前述权利要求所述的电极材料,包含约5重量%的所述金属氧化物。

6.根据任一前述权利要求所述的电极材料,其中所述碳选自由石墨烯、石墨及其组合组成的组。

7.根据权利要求6所述的电极材料,其中所述碳是石墨;根据权利要求1所述的电极材料,其中所述金属氧化物包含CoO。

8.根据任一前述权利要求所述的电极材料,包含至少60重量%的硫。

9.根据任一前述权利要求所述的电极材料,其中碳与h-BN之比为1:9至9:1。

10.一种锂-硫电池,包括阳极、阴极、隔板和电解质,所述阴极包括:

11.根据权利要求10所述的锂-硫电池,其中所述阴极包含至少2mg/cm2的硫负载量。

12.根据权利要求10或11所述的锂-硫电池,包括在第四次循环上计算的至少65%的硫利用率。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的锂-硫电池,包括在第四次循环上计算的至少75%的硫利用率。

14.根据权利要求10至13中任一项所述的锂-硫电池,其中在以0.2C的循环速率进行100次循环后,保持至少70%的容量。

15.根据权利要求10至14中任一项所述的锂-硫电池,其中在以0.2C的循环速率进行200次循环后,保持至少75%的容量。

16.根据权利要求10至15中任一项所述的锂-硫电池,包括当在室温下以0.1C循环时的在第5次循环上的至少500mAh/g的比容量。

17.根据权利要求10至16中任一项所述的锂-硫电池,其中所述阴极包括50至300μm的厚度。

18.一种制备电极的方法,包括:

19.根据权利要求18所述的方法,其中所述研磨包括高能球磨。

20.根据权利要求18或19所述的方法,其中所述研磨包括低能球磨。

21.根据权利要求18至20中任一项所述的方法,其中所述预定温度为325至375℃。

22.根据权利要求18至21中任一项所述的方法,还包括将所述电极混合物与一种或多种导电剂、粘合剂、任选的添加剂和溶剂共混以获得浆料。

23.根据权利要求22所述的方法,还包括将所述浆料涂覆到基板上以形成薄膜。

24.根据权利要求23所述的方法,还包括干燥所述薄膜。

25.根据权利要求24所述的方法,其中所述薄膜包括50至300μm的厚度。

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种电极材料,包含:

2.根据权利要求1所述的电极材料,其中所述金属氧化物选自由co3o4、fe2o3、sno2及其组合组成的组。

3.根据权利要求2所述的电极材料,其中所述金属氧化物选自由fe2o3、sno2及其组合组成的组。

4.根据任一前述权利要求所述的电极材料,包含2至7重量%的所述金属氧化物。

5.根据任一前述权利要求所述的电极材料,包含约5重量%的所述金属氧化物。

6.根据任一前述权利要求所述的电极材料,其中所述碳选自由石墨烯、石墨及其组合组成的组。

7.根据权利要求6所述的电极材料,其中所述碳是石墨;根据权利要求1所述的电极材料,其中所述金属氧化物包含coo。

8.根据任一前述权利要求所述的电极材料,包含至少60重量%的硫。

9.根据任一前述权利要求所述的电极材料,其中碳与h-bn之比为1:9至9:1。

10.一种锂-硫电池,包括阳极、阴极、隔板和电解质,所述阴极包括:

11.根据权利要求10所述的锂-硫电池,其中所述阴极包含至少2mg/cm2的硫负载量。

12.根据权利要求10或11所述的锂-硫电池,包括在第四次循环上计算的至少65%的硫利用率。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的锂-硫电池,包括在第四次循环上计算的至少75%的硫利...

【专利技术属性】
技术研发人员:穆罕默德·阿尔萨兰埃德里斯·阿尔沙拉亚斯民·穆萨
申请(专利权)人:沙特阿拉伯石油公司
类型:发明
国别省市:

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