一种聚苯胺包裹的硫-碳纳米管复合结构作为锂硫电池正极材料的活性物质及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种聚苯胺包裹的硫‑碳纳米管复合结构作为锂硫电池正极材料的活性物质及其制备方法，包括：锂硫电池，所述锂硫电池内包含有电极，所述电极的表面活性物质为干燥喷雾法用PANI包裹硫‑碳纳米管复合结构，后经过硫化工艺，所述电极的原料包括有S‑CNTs复合材料、导电剂乙炔黑、粘结剂PVDF、溶剂NMP和铝箔，所述活性物质包括有S‑CNTs、聚苯胺，所述S‑CNTs复合物中。由于SPANI@S‑CNTs复合材料具有优异的电子导电性、良好的电化学稳定性和力学性能，从而增强了结构稳定性，保证了高速率的电荷转移，增强了活性材料的反应动力学，此外，这种构造具有高比表面积可以在循环过程中容纳硫的大体积膨胀，并抑制多硫化物的扩散。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂电池，更具体地说，涉及一种聚苯胺包裹的硫-碳纳米管复合结构作为锂硫电池正极材料的活性物质及其制备方法。

技术介绍

1、锂硫(li-s)电池在理论能量密度、材料比容量和原材料成本方面具有巨大的优势，被认为是最具希望的下一代高性能电化学储能器件之一；然而，li-s电池由于存在一定的缺陷和问题而表现出较低的容量和循环寿命，这导致其商业化进程受到了阻碍；目前li-s电池在正极方面主要的问题包括：正极上的硫和放电产物li2s导电性差以及它们的氧化还原反应速率缓慢；硫的中间产物(lipss)在电解液中溶解和扩散并形成严重的“穿梭效应”，导致硫利用率低下；充放电过程中的正极电极体积变化明显等；解决这些问题对于实现高能量密度和高循环稳定性的li-s电池具有巨大的帮助。

2、聚合物材料因含有丰富的官能团对多硫化物存在吸附作用，常用来抑制锂硫电池容量的衰减，特别是导电聚合物包覆层，不仅能够有效抑制多硫化锂的溶解，减缓穿梭效应，还能提高材料的导电性，常用的导电聚合物有聚苯胺(pani)、聚吡咯(ppy)和聚噻吩(pth)；其中pani作为一种常见的导本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种锂硫电池的正极电极，包括集流体，其特征在于：其活性物质采用由干燥喷雾和硫化工艺构建的三维鸟巢状的由聚苯胺包裹的硫-碳纳米管组成，所述活性物质、粘结剂及导电剂涂覆在集流体铝箔的表面。

2.根据权利要求1所述的一种锂硫电池的电极，其特征在于：包裹聚苯胺的喷雾干燥工艺，喷雾干燥进风温度为165℃，进料速度15mlmin-1。

3.根据权利要求1所述的一种锂硫电池的电极，其特征在于：在硫-碳纳米管复合材料外面采用干燥喷雾工艺包裹的聚苯胺涂层厚度约为11nm，220℃硫化6h后，当正极的硫负载量大于2.3mgcm-1时，锂硫电池具有最优电性能。</p>

4.根据...

【技术特征摘要】

1.一种锂硫电池的正极电极，包括集流体，其特征在于：其活性物质采用由干燥喷雾和硫化工艺构建的三维鸟巢状的由聚苯胺包裹的硫-碳纳米管组成，所述活性物质、粘结剂及导电剂涂覆在集流体铝箔的表面。

2.根据权利要求1所述的一种锂硫电池的电极，其特征在于：包裹聚苯胺的喷雾干燥工艺，喷雾干燥进风温度为165℃，进料速度15mlmin-1。

3.根据权利要求1所述的一种锂硫电池的电极，其特征在于：在硫-碳纳米管复合材料外面采用干燥喷雾工艺包裹的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玲，朱婷婷，
申请(专利权)人：新余学院，
类型：发明
国别省市：