[发明专利]一种提升锂硫电池倍率性能的方法

说明书

本发明公开了一种提升锂硫电池倍率性能的方法，包括以下步骤：S1，将单质硫与纳米颗粒混合，质量比为1:1至5:2；S2，将混合后的材料加入二硫化碳，在通风橱内搅拌至二硫化碳挥发；S3，置于高压反应釜内，以120℃～170℃反应10～15h，之后取出并将其碾碎；S4，与乙炔黑和聚偏氟乙烯混合，三者质量比为5:2:2至8:2:1，之后滴加N甲基吡咯，搅拌1～4h，将其作为锂硫电池的正极材料；S5，在锂硫电池充放电过程中引入环境光，从而在其表面构建局域电场。本发明通过环境光照(主要为太阳光)使得纳米材料产生表面构建局域电场，以此来降低电极的转移电阻，增强倍率性能。

技术领域

本发明属于锂硫电池领域，具体涉及一种提升锂硫电池倍率性能的方法。

背景技术

随着锂离子电池的能量密度接近上限，锂/硫(Li/S)电池由于单质硫丰富且成本低逐渐引起人们的关注。根据单质硫完全还原为硫化锂(Li₂S)，预计硫输送的比容量为1675mAh/g，能量密度为2600Wh/kg，比目前最先进的锂离子电池高出3-5倍，使得锂硫电池成为最有前景的下一代储能系统之一。

然而，要实现锂硫电池的商业化，仍面临着一些问题。单质硫和硫化锂的电子导电性和离子导电性差，硫材料在室温下的电导率极低(5.0×10^-30S/cm)，反应的最终产物Li₂S₂和Li₂S也是电子绝缘体，不利于锂硫电池的高倍率性能，目前没有一种有效的方法改善其倍率性能。

发明内容

鉴于以上存在的技术问题，本发明用于提供一种提升锂硫电池倍率性能的方法，包括以下步骤：

S1，将单质硫与纳米颗粒混合，质量比为1:1至5:2；

S2，将混合后的材料加入二硫化碳，在通风橱内搅拌至二硫化碳挥发；

S3，将S2所得材料置于高压反应釜内，以120℃～170℃反应10～15h，之后取出并将其碾碎；

S4，将S3所得材料与乙炔黑和聚偏氟乙烯混合，三者质量比为5:2:2至8:2:1，之后滴加N甲基吡咯，搅拌1～4h，将其作为锂硫电池的正极材料；

S5，在锂硫电池充放电过程中引入环境光，从而在纳米颗粒表面构建局域电场；

所述纳米颗粒在光照下在其表面构建局域电场。

优选地，所述S1中，采用金纳米颗粒，单质硫与金纳米颗粒的质量比为7:3。

优选地，所述S3中，反应温度为155℃，反应时间为12h。

优选地，所述S4中，S3后所得材料、乙炔黑、聚偏氟乙烯的质量比为7:2:1，搅拌2.5h。

优选地，所述S4中，S3后所得材料、乙炔黑、聚偏氟乙烯的质量比为9:3:2，搅拌4h。

优选地，所述S4中，S3后所得材料、乙炔黑、聚偏氟乙烯的质量比为8:2:1，搅拌3h。

优选地，所述环境光为太阳光。

采用本发明具有如下的有益效果：本发明提供了一种提升锂硫电池倍率性能的方法。将一种可以在光照下能在其表面构建局域电场的纳米材料引入硫电极，在锂硫电池工作过程中通过光照(主要为太阳光)使得纳米材料表面构建局域电场，以此来降低电极的转移电阻，有效促进锂硫电池的充放电过程，改善其倍率性能。同时，采用光照的方式绿色环保，且易于实现。

附图说明

图1为本发明实施例的一种提升锂硫电池倍率性能的方法步骤流程图；

图2为本发明实施例的一种提升锂硫电池倍率性能的方法得到的锂硫电池在不同倍率充放电电流下的倍率性能曲线图。

具体实施方式