【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于储能领域，涉及二次电池，更具体地说是一种高比能锂-硫二次电池用硫电极及其制备和应用。
技术介绍
在已商品化的二次电池中，锂离子二次电池具有最高的比能量、比功率以及良好的循环寿命，已广泛应用于便携式电子设备、备用电源、不间断电源等领域，同时也是电动车和储能电池的首选。随着科技的发展，电动车和先进便携式电子通信设备均对所使用的二次电池的比能量提出了更高的要求。例如，纯电驱动的电动车所需动力电池的比能量至少应大于300Wh/kg,4G、5G移动通讯所需电池的比能量至少应大于400Wh/kg。而已商品化的锂离子 二次电池的比能量一般为120 150Wh/kg，尚难以满足4G、5G移动通讯和电动车的需求。锂离子电池的比能量主要受限于电池的正极材料的比容量和放电电压平台。目前，商品化锂离子电池所使用的正极材料包括LiCo02(130 140mAh/g)、LiNiO2 (170 180mAh/g)、LiMn2O4(110 130mAh/g)、LiFePO4(130 140mAh/g)和三元材料(160 180mAh/g)等。晶体化合物的嵌脱锂容量受限于晶体结构，进...
【技术保护点】
一种硫电极，其特征在于：硫电极由硫/碳复合材料和粘结剂，或硫/碳复合材料、导电剂和粘结剂组成；电极中，硫/碳复合材料的质量含量为10～95％，导电剂的质量含量为0～60％，粘结剂的质量含量为5～30％；硫/碳复合材料中硫和多孔碳材料的质量比例为1∶0.05～19；多孔碳材料的孔结构包括微孔和介孔；电极活性物质为硫；所述硫/碳复合材料中的多孔碳材料的微孔和介孔的孔体积的比例为1∶0.05～8。
【技术特征摘要】
1.一种硫电极,其特征在于硫电极由硫/碳复合材料和粘结剂，或硫/碳复合材料、导电剂和粘结剂组成；电极中，硫/碳复合材料的质量含量为10 95%，导电剂的质量含量为O 60%，粘结剂的质量含量为5 30% ;硫/碳复合材料中硫和多孔碳材料的质量比例为I : O. 05 19;多孔碳材料的孔结构包括微孔和介孔；电极活性物质为硫；所述硫/碳复合材料中的多孔碳材料的微孔和介孔的孔体积的比例为I : O. 05 8。2.按照权利要求I所述的硫电极，其特征在于所述硫/碳复合材料中的多孔碳材料可以是商品碳黑Black Pearls、或KetjenBlack EC-600JD、或自制的碳材料、或经改性处理的Black Pearls、或经改性处理的KetjenBlackEC-600JD、或经改性处理的自制碳材料中的一种或几种的混合物； 所述导电剂可以是碳纤维、碳纳米管、Super P、乙炔黑、Ketjen Black碳黑、VulcanXC-72、Black Pearl碳黑中的一种或多种；所述粘结剂可以是聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚氧化乙烯(PEO)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯亚胺 (PEI)、丁苯橡胶(SBR)、羧甲基纤维素(CMC)、环糊精、明胶和丙烯酸酯粘结剂中的一种或多种； 硫/碳复合材料中的多孔碳材料的电导率大于或等于O. lS/cm,比表面积大于或等于500m2/g,孔体积大于或等于O. 3cm3/g。3.按照权利要求2所述的硫电极，其特征在于所述硫/碳复合材料中的多孔碳材料同时满足电导率优选大于或等于O. 5S/cm,比表面积优选大于或等于800m2/g，孔体积大于或等于O. 5cm3/g ;微孔和介孔的孔体积比例优选为I : O. 2 6。4.按照权利要求I所述的硫电极，其特征在于所述电极活性物质硫为单质硫；所述硫/碳复合材料中硫与多孔碳材料的质量比优选为I : O. 15 4。5.按照权利要求I或2所述的硫电极，其特征在于电极中粘结剂的质量含量优选为5 15%,导电剂的质量含量优选为5 55% ；电极中硫/碳复合材料的质量含量优选为30 90%。6.按照权利要求2所述的硫电极，其特征在于经改性处理的碳材料是指，将多孔碳材料利用质量分数为I 50%的酸的水溶液进行改性处理； 具体处理步骤为 (1).将多孔碳材料加入到质量分数为I 50%酸的水溶液中，...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈剑，庄鑫，廖文明，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。