[发明专利]一种柔性的锂硫电池正极材料有效
申请号: | 201710453599.8 | 申请日: | 2017-06-15 |
公开(公告)号: | CN107221660B | 公开(公告)日: | 2020-02-14 |
发明(设计)人: | 陈人杰;刘玉婷;叶玉胜;吴锋;曲薇;杨天宇;李丽 | 申请(专利权)人: | 北京理工大学 |
主分类号: | H01M4/36 | 分类号: | H01M4/36;H01M4/38;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/052;B82Y30/00 |
代理公司: | 11120 北京理工大学专利中心 | 代理人: | 周蜜;仇蕾安 |
地址: | 100081 *** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 柔性 电池 正极 材料 | ||
1.一种柔性的锂硫电池正极材料,其特征在于:所述正极材料由通过如下制备方法得到:
(1)在室温下,将碳材料加入溶解有聚合物单体的分散液中,根据情况加入氧化剂,搅拌4h~24h混合均匀,过滤,得到粉体;将粉体、粘结剂和成膜剂混合均匀,得到浆料;将浆料涂于基底上,干燥4h~24h,用溶剂1冲洗去除杂质,从基底上脱落,得到底片;
聚合物单体为盐酸多巴胺、多巴胺、乙二醇、苯胺、吡咯和噻吩中的一种以上;
当聚合物单体为盐酸多巴胺和/或多巴胺时,分散液为pH值为7.5~10的三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲溶液;当聚合物单体为乙二醇、苯胺、吡咯和噻吩中的一种以上时,分散液为水;
根据情况加入氧化剂是指:当聚合物单体为盐酸多巴胺和/或多巴胺时,不需要加入氧化剂;当聚合物单体为乙二醇、苯胺、吡咯和噻吩中的一种以上时,加入氧化剂;
氧化剂和聚合物单体的摩尔比大于等于3:1;
粘结剂为聚苯乙烯磺酸掺杂的聚乙烯二氧噻吩或交联聚乙烯吡咯烷酮;
成膜剂为二甲基亚砜;
溶剂1为水或丙酮;
(2)在惰性气氛中,将硫单质充分溶解于溶剂2中得到溶液,逐滴滴加到底片上,待溶剂挥发完全后,得到负载硫的底片,为所述的一种柔性的锂硫电池正极材料;
溶剂2为溶解硫且易挥发的溶剂;
硫单质与溶剂2的质量比为溶解度的10%~100%。
2.根据权利要求1所述的一种柔性的锂硫电池正极材料,其特征在于:步骤(1)中,碳材料为石墨烯、氧化石墨烯、碳纳米纤维、碳纳米管和多孔碳颗粒中的一种以上;氧化剂为三氯化铁或过硫酸铵;粘结剂为聚苯乙烯磺酸掺杂的聚乙烯二氧噻吩;基底为硅板或玻璃板。
3.根据权利要求1所述的一种柔性的锂硫电池正极材料,其特征在于:步骤(1)中,碳材料和聚合物单体的质量比为10:1~1:10;粉体与粘结剂的质量比为1:9~9:1;粘结剂与成膜剂的体积比为25:1~5:1。
4.根据权利要求1所述的一种柔性的锂硫电池正极材料,其特征在于:步骤(1)中,浆料涂于基底上,涂覆厚度为10μm~500μm。
5.根据权利要求1所述的一种柔性的锂硫电池正极材料,其特征在于:步骤(2)中,溶剂2为甲苯或二硫化碳。
6.根据权利要求1所述的一种柔性的锂硫电池正极材料,其特征在于:步骤(2)中,溶液与底片的质量比为1:10~10:1。
7.根据权利要求2所述的一种柔性的锂硫电池正极材料,其特征在于:步骤(1)中,碳材料和聚合物单体的质量比为10:1~1:10;粉体与粘结剂的质量比为1:9~9:1;粘结剂与成膜剂的体积比为25:1~5:1;浆料涂于基底上,涂覆厚度为10μm~500μm;
步骤(2)中,溶剂2为甲苯或二硫化碳;溶液与底片的质量比为1:10~10:1。
8.一种锂硫电池,其特征在于:所述锂硫电池的正极为如权利要求1~7中任一项所述的一种柔性的锂硫电池正极材料,为单片所述正极材料或是多片所述正极材料叠加作为正极。
9.根据权利要求8所述一种锂硫电池,其特征在于:多片叠加时为3片~5片。
10.根据权利要求8所述一种锂硫电池,其特征在于:所述正极厚度为10μm~100μm。
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