一种电极材料及其制备方法与锂离子电池技术

本发明专利技术公开一种电极材料及其制备方法与锂离子电池，所述电极材料包括硫化铋、包覆在所述硫化铋表面的碳层、包覆在所述碳层表面的氮层以及包覆在所述氮层表面的氮碳层。本发明专利技术在硫化铋表面依次包覆碳层、氮层和氮碳层，形成电极材料，其中，碳层作为骨架支撑可以有效缓解硫化铋在充放电时巨大的应力，减少硫化铋的体积变化，从而提升硫化铋的循环稳定性；氮层能有效减少硫化铋与电解液的副反应，从而降低电池的自放电率和提高能量密度，使电池具备更加稳定持久的寿命；氮碳层可提升充放电过程中的电荷转移速率，并有助于硫化铋在反复锂化/脱锂过程中提高电导率和结构稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂离子电池，尤其涉及一种电极材料及其制备方法与锂离子电池。

技术介绍

1、随着社会的飞速发展，以新能源为关键技术的应用也逐步发展壮大，这其中包括了航空航天、军事、医疗、代步电车等。但是新能源存在着时空分布不均的问题，储能为“削峰填谷”提供了较为理想的解决方案。因此，寻找具有高能量密度的储能装置是未来发展的主要趋势。在各种电化学储能装置中，锂离子电池因其能量密度高、循环寿命长、低污染等优点得到了广泛的研究。如今，石墨型碳负极材料已广泛应用于商用锂离子电池中。然而，石墨的理论比容量(372mah·g-1)较低，无法实现一些现代电子设备所需要的高能量密度。高比容量、高安全性的负极材料的探索与开发已成为锂离子电池领域的研究热点。

2、金属硫化物作为可充电锂离子电池的活性材料，相比于传统石墨负极具有更高的比容量和更高的操作安全性，引起了广泛的研究。如硫化铁、硫化锡和硫化铋。特别是硫化铋，作为一种具有嵌套式的间接带隙半导体，带隙为1.3ev，这种层状结构可以提供安全的锂插层电位(0.5-0.8v vs.li)和625mah/g的质量比容量，被本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种电极材料，其特征在于，所述电极材料包括硫化铋、包覆在所述硫化铋表面的碳层、包覆在所述碳层表面的氮层以及包覆在所述氮层表面的氮碳层。

2.根据权利要求1所述的电极材料，其特征在于，所述硫化铋的形貌为球形，所述硫化铋的直径为1-2μm。

3.根据权利要求1所述的电极材料，其特征在于，所述碳层的厚度为5-10nm。

4.根据权利要求1所述的电极材料，其特征在于，所述氮层的厚度为5-10nm。

5.根据权利要求1所述的电极材料，其特征在于，所述氮碳层的厚度为10-20nm。

6.根据权利要求1所述的电极材料，其特征在于，所述氮碳...

【技术特征摘要】

1.一种电极材料，其特征在于，所述电极材料包括硫化铋、包覆在所述硫化铋表面的碳层、包覆在所述碳层表面的氮层以及包覆在所述氮层表面的氮碳层。

2.根据权利要求1所述的电极材料，其特征在于，所述硫化铋的形貌为球形，所述硫化铋的直径为1-2μm。

3.根据权利要求1所述的电极材料，其特征在于，所述碳层的厚度为5-10nm。

4.根据权利要求1所述的电极材料，其特征在于，所述氮层的厚度为5-10nm。

5.根据权利要求1所述的电极材料，其特征在于，所述氮碳层的厚度为10...

【专利技术属性】
技术研发人员：康万达，冯军，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：