[发明专利]一种热电池正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种热电池正极材料，其特征在于，由钨钼硫化物、添加剂、电子导电剂、离子导电剂和粘结剂组成，按照质量份计，钨钼硫化物为30—95质量份，添加剂为0.1—5质量份，电子添加剂为0.01—10质量份，离子导电剂为5—50质量份，粘结剂为2—6质量份；其中粘结剂为无机粘结剂，钨钼硫化物为二硫化钨、二硫化钼或者钨钼硫复合物，二硫化钨为纯二硫化钨或者W为核的核壳结构二硫化钨，钨钼硫复合物为二硫化钨和二硫化钼的物理混合物或者钨钼硫化学复合物，在二硫化钨和二硫化钼的物理混合物中，二硫化钨和二硫化钼的质量比为(5—9)：(1—5)；钨钼硫化学复合物为W_xMo_1-xS_y，在W_xMo_1-xS_y中，0＜x＜1，y为2或3；将钨钼硫化物应用于热电池的正极材料中，在放电过程中，钨钼硫化物以钨金属离子或者钼金属离子中的至少一种为电子接受体；所述热电池正极材料按照下述步骤进行：

步骤1，材料预处理

(1)钨钼硫化物的预处理

将钨钼硫化物置于惰性保护气体中以5～30℃/min的升温速率将其升温至500～1200℃并保温焙烧0.5～6h，随炉冷却至50—60℃，过60～200目筛；然后在0MPa的真空度状态，以5～10℃/min的升温速率将其升温至300～600℃并保温焙烧0.5～1h后，缓慢通入平衡转移气体至0.1MPa，保温焙烧0.1～1h后，抽真空重复进行气氛置换2～10次，在真空状态下随炉冷却至室温；

(2)添加剂钝化处理

添加剂在气氛环境中进行钝化处理，气氛环境为水蒸气和氩气的混合气体、水蒸气的体积百分数为5—20％，或者水蒸气和二氧化碳的混合气体，水蒸气的体积百分数为5—20％；

步骤2，热电池正极材料的成型

将经步骤1材料预处理的钨钼硫化物、添加剂与电子导电剂、离子导电剂、无机粘结剂按比例称量好，并将其进行活化处理，处理好的粉料在真空度为0～0.1MPa，温度250～500℃的条件下焙烧0.5～5h，随炉冷却后进行破碎，过60～200目筛，得到热电池正极材料。

2.根据权利要求1所述的一种热电池正极材料，其特征在于，在步骤1中，进行钨钼硫化物的预处理时，惰性保护气体为氦气或者氩气。

3.根据权利要求1所述的一种热电池正极材料，其特征在于，在步骤1中，将钨钼硫化物置于石英管式炉中，在惰性保护气体下以10～20℃/min的升温速率将其升温至600～1000℃并保温焙烧1～3h，随炉冷却至50—60℃。

4.根据权利要求1所述的一种热电池正极材料，其特征在于，在步骤1中，将高温焙烧后的钨钼硫化物放入真空焙烧炉中，炉内压力保持在0MPa的真空度状态，以5～8℃/min的升温速率将其升温至400～600℃并保温焙烧30—50min后，缓慢通入平衡转移气体至0.1MPa并保温焙烧10～30min后，抽真空重复进行气氛置换2～10次，在真空状态下随炉冷却。

5.根据权利要求1所述的一种热电池正极材料，其特征在于，在步骤1中，平衡转移气体为水蒸气和氩气的混合气体，水蒸气的体积百分数为1—20％、水蒸气和氮气的混合气体，水蒸气的体积百分数为1—20％、水蒸气和二氧化碳的混合气体，水蒸气的体积百分数为1—20％。

6.根据权利要求1所述的一种热电池正极材料，其特征在于，在步骤1中，进行添加剂钝化处理时，钝化处理时间为5s～5min。

7.根据权利要求1所述的一种热电池正极材料，其特征在于，在步骤1中，进行添加剂钝化处理时，钝化处理时间为5s—1min。

8.根据权利要求1所述的一种热电池正极材料，其特征在于，在步骤2中，进行活化处理时采用行星式高速混料机进行活化，或者采用球磨机进行活化，或者采用V型混粉机进行活化，处理时间为5～30min。

9.根据权利要求1所述的一种热电池正极材料，其特征在于，每步制备工艺中，在湿度不大于5％，温度为15～25℃，露点为-40～-30℃的干燥房中进行。