[发明专利]一种能够提高锂电池电容量的正极材料

说明书

技术领域

本发明属于锂电池研发技术领域，具体涉及一种能够提高锂电池电容量的正极材料。

背景技术

锂电池是一种以锂金属或锂合金为负极材料，使用非水电解质溶液的一次电池，与可充电电池锂离子电池跟锂离子聚合物电池是不一样的。锂电池的发明者是爱迪生。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。所以，锂电池长期没有得到应用。随着二十世纪末微电子技术的发展，小型化的设备日益增多，对电源提出了很高的要求。锂电池随之进入了大规模的实用阶段。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高，所以锂电池生产要在特殊的环境条件下进行。但是由于锂电池的很多优点，锂电池被广泛的应用在电子仪表、数码和家电产品上。但是，锂电池多数是二次电池，也有一次性电池，少数的二次电池的寿命和安全性比较差。

目前的锂二次电池正极材料主要有以下几类：第一类是具有层状结构的过渡金属氧化物、硫化物等，如常用的有LiMn₂0₄, LiCo0₂、LiNiO₂等，第二类是导电高分子材料，如聚苯胺(PAn)聚乙炔(PA）、聚吡咯(PPy)、聚噻吩(PTh)等，第三类是硫及硫化物电池正极材料。其中硫化物电池正极材料制作成本低的优点受到人们欢迎，但其虽然具有较高的能量密度，但它的电容量小，循环性差，故它一般只能作为一次性电池使用。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种能够提高锂电池电容量的正极材料，不仅解决了硫化物电池正极材料电容量小的问题，而且能够在较高的温度下工作不发生腐蚀。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种能够提高锂电池电容量的正极材料，其制备成方法包括以下步骤：

（1）取150-160毫升的去离子水加入到蒸馏装置中，加热蒸馏收集蒸馏水，将新收集制备的蒸馏水倒入装有电动搅拌器、冷凝管及温度计的四口反应瓶中，使用油浴加热至70-80℃，加入O.18-0.20克的聚乙烯醇，搅拌溶解；

（2）待聚乙烯醇全部溶解后，将加热温度降低至60-65℃，然后依次加入4.0-5.0毫升的乙二胺四乙酸、2.5-3.0克糠醛丙酮树脂，搅拌15-20分钟后通氮气，通气5-8分钟后加入8-10克单质硫，在600-700转/分钟下反应2-3小时，降低搅拌速度和反应温度，向反应液中加入0.2-0.3克偶氮二异丁腈，继续反应3-4小时后终止反应；

（3）将反应物进行过滤、洗涤，在50-60℃下干燥2-3小时，向得到的干燥产物中加入30-40毫升的无水乙醇，微波振荡搅拌30-40分钟，然后在90-100℃加热下旋转蒸发除去无水乙醇，将剩余固体研磨至600-800目大小，再放入管式炉中，在混合气体保护下，设定加热温度为1100-1200℃，煅烧10-12小时，冷却得到黑色产物即为含硫复合有机材料。

作为对上述方案的进一步描述，所述乙二胺四乙酸为使用无水乙醇溶解的质量浓度为40-50%的混合溶液。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述降低搅拌速度和反应温度至速度为350-450转/分钟，反应温度为40-50℃。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）中所述混合气体为氮气和氩气按照体积比为8-10:1的比例混合。

本发明相比现有技术具有以下优点：为了解决现有硫化物电池正极材料电容量小的问题，本发明提供了一种能够提高锂电池电容量的正极材料，采用聚乙烯醇、糠醛丙酮树脂与单质硫复合的方法，生成具有共扼结构的含硫复合有机材料，在熔融状态下与导电聚合物在分子水平上接触，其吸附电解液后，具有较高的电导率和良好的机械性能，从而增大了电极反应的实际面积，提高了硫的利用率，增加了充放电次数，不仅解决了硫化物电池正极材料电容量小的问题，而且能够在较高的温度下工作不发生腐蚀。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

一种能够提高锂电池电容量的正极材料，其制备成方法包括以下步骤：

（1）取150毫升的去离子水加入到蒸馏装置中，加热蒸馏收集蒸馏水，将新收集制备的蒸馏水倒入装有电动搅拌器、冷凝管及温度计的四口反应瓶中，使用油浴加热至70℃，加入O.18克的聚乙烯醇，搅拌溶解；