[发明专利]一种用于钾硫电池正极的V2

说明书

一种用于钾硫电池正极的V₂O₅/S/PVA复合材料及其制备方法，将聚乙烯醇与V₂O₅在蒸馏水中混合，加热搅拌至粘稠状，在真空干燥箱内加热后取出，经管式炉氩气保护条件下煅烧，随炉冷却后，研磨；再经管式炉氩气保护条件下，高温煅烧；将煅烧后的产品与硫粉均匀混合后，放入真空干燥箱加热；最后，再次放入管式炉氩气保护条件下煅烧后，随炉冷却取出，经研磨，得到正极复合材料。将正极复合材料、导电炭黑、聚偏氟乙烯与NMP搅拌均匀后，单面涂于铝箔表面，并经过真空干燥，得到V₂O₅/S/PVA正极复合材料电极片。优点是：工艺合理，原料易得，可以有效抑制多硫化物的穿梭效应，增加基体电导率，从而提高钾硫电池性能。

技术领域

本发明涉及一种用于钾硫电池正极的V₂O₅/S/PVA复合材料及其制备方法。

背景技术

锂硫电池是锂电池的一种，是以硫元素作为电池正极，金属锂作为负极的一种锂电池。单质硫在地球中储量丰富，价格低廉，利用硫作为正极材料的锂硫电池，其材料理论比容量达到1675mAh/g。但目前全球锂资源供应格局呈现出高度垄断的特点，成本较高，因此，亟待开发出一种新型可替代锂离子电池储能体系。

地壳中钾资源分布广泛，成本低廉，环境友好，其标准电极电势(-2.93V,vs SHE)，接近于锂的标准电极电势(-3.04V,vs SHE)。传统的锂硫电池通常将S与碳材料复合，以解决硫的不导电和体积膨胀等问题，但在钾硫电池体系中，由于钾金属活泼性很高，使硫的穿梭效应更加严重，对电池的性能影响较大，仅仅依靠碳材料与S的复合，无法有效抑制多硫化物的穿梭效应，导致电导率下降。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于钾硫电池正极的V₂O₅/S/PVA复合材料及其电极片的制备方法，工艺合理，原料易得，可有效抑制多硫化物的穿梭效应，增加基体电导率，从而提高钾硫电池性能。

本发明的技术解决方案是：

一种用于钾硫电池正极的V₂O₅/S/PVA复合材料，所述V₂O₅/S/PVA复合材料制备过程为：按照重量份数计，将0.2份-0.3份聚乙烯醇(PVA)与0.3份-0.5份V₂O₅在蒸馏水中混合，80℃ -95℃加热搅拌至粘稠状，在真空干燥箱内100℃-120℃加热6小时-8小时后取出，经管式炉氩气保护条件下，200℃-400℃煅烧2小时-4小时，随炉冷却后，研磨；再经管式炉氩气保护条件下，500℃-800℃高温煅烧6小时-10小时；将煅烧后的产品与硫粉按质量比1:1.5-1:5.5 均匀混合后，放入真空干燥箱140℃-180℃加热保温20小时-30小时；最后，再次放入管式炉氩气保护条件下200℃-400℃煅烧2小时-4小时随炉冷却取出，经研磨，得到V₂O₅/S/PVA 正极复合材料。

进一步的，煅烧后研磨的时间为1.5小时-3.5小时。

一种用于钾硫电池正极的V₂O₅/S/PVA复合材料电极片的制备方法，其具体步骤是：将V₂O₅/S/PVA正极复合材料、导电炭黑(Super-P)、聚偏氟乙烯(PVDF)与N-甲基吡咯烷酮(NMP)按质量比为7:2:0.5:0.5搅拌均匀后，单面涂于铝箔表面，并经过60℃-90℃真空干燥，得到V₂O₅/S/PVA正极复合材料电极片。

本发明有益的效果：