[发明专利]一种锂硫电池正极材料及其制备方法和锂硫电池有效
| 申请号： | 201710228736.8 | 申请日： | 2017-04-10 |
| 公开（公告）号： | CN107069002B | 公开（公告）日： | 2019-09-17 |
| 发明（设计）人： | 王贤保;姚佳;梅涛 | 申请（专利权）人： | 湖北大学 |
| 主分类号： | H01M4/36 | 分类号： | H01M4/36;H01M4/485;H01M4/38;H01M10/052;H01M4/583;H01M4/62 |
| 代理公司： | 北京高沃律师事务所 11569 | 代理人： | 代芳 |
| 地址： | 430000 湖北*** | 国省代码： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 电池 正极 材料 及其 制备 方法 | ||
1.一种锂硫电池正极材料，包括碳空心球、附着于所述碳空心球内外表面的纳米二氧化钛以及填充于所述碳空心球中的硫单质，所述硫单质的质量含量为60～80％；
所述锂硫电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将纳米二氧化硅悬浮液与纳米二氧化钛混合，得到混合悬浮液；
(2)向所述步骤(1)得到的混合悬浮液中依次加入表面活性剂、酚类、甲醛和催化剂，缩聚反应得到第一前驱体；
(3)将所述步骤(2)得到的第一前驱体与混合溶剂混合，加入正硅酸四乙酯，水解反应得到第二前驱体；
(4)将所述步骤(3)得到的第二前驱体煅烧后进行刻蚀，得到二氧化钛-碳空心球复合物；所述二氧化钛-碳空心球复合物包括碳空心球和附着于所述碳空心球内外表面的纳米二氧化钛；
(5)将所述步骤(4)得到的二氧化钛-碳空心球复合物与硫单质混合后进行热处理，得到锂硫电池正极材料。
2.根据权利要求1所述的锂硫电池正极材料，其特征在于，所述碳空心球的内径为150～350nm，外径为200～400nm。
3.根据权利要求1所述的锂硫电池正极材料，其特征在于，所述锂硫电池正极材料的粒径为250～450nm。
4.权利要求1～3任意一项所述锂硫电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将纳米二氧化硅悬浮液与纳米二氧化钛混合，得到混合悬浮液；
(2)向所述步骤(1)得到的混合悬浮液中依次加入表面活性剂、酚类、甲醛和催化剂，缩聚反应得到第一前驱体；
(3)将所述步骤(2)得到的第一前驱体与混合溶剂混合，加入正硅酸四乙酯，水解反应得到第二前驱体；
(4)将所述步骤(3)得到的第二前驱体煅烧后进行刻蚀，得到二氧化钛-碳空心球复合物；所述二氧化钛-碳空心球复合物包括碳空心球和附着于所述碳空心球内外表面的纳米二氧化钛；
(5)将所述步骤(4)得到的二氧化钛-碳空心球复合物与硫单质混合后进行热处理，得到锂硫电池正极材料。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中缩聚反应的温度为0～100℃，缩聚反应的时间为1～48h。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中的煅烧依次包括低温煅烧和高温煅烧，所述低温煅烧的温度为200～550℃。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述低温煅烧的时间为0.5～8h。
8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述高温煅烧的温度为600～1200℃，高温煅烧的时间为0.5～12h。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中热处理的温度为120～180℃，热处理的时间为3～24h。
10.一种锂硫电池，包括正极、锂负极和电解液，所述正极包括活性物质，其特征在于，所述活性物质为权利要求1～3任意一项所述锂硫电池正极材料或按照权利要求4～9任意一项所述制备方法制备的锂硫电池正极材料。
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