【CN109920985A】一种锂硫电池正极材料及其制备方法【专利】
一种锂硫电池正极材料及其制备方法[发明专利]
![一种锂硫电池正极材料及其制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/6b1c3fb6f01dc281e43af0a8.png)
专利名称：一种锂硫电池正极材料及其制备方法
专利类型：发明专利
发明人：王又容,程四清,关洪清,曹相平,王海林,胡祖兵申请号：CN201711366786.9
申请日：20171218
公开号：CN108232135A
公开日：
20180629
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种锂硫电池正极材料及其制备方法，该锂硫电池正极材料是具有三维网状结构的还原氧化石墨烯气凝胶嵌套硫纳米颗粒复合材料。
该锂硫电池正极材料的制备方法，是通过在线还原氧化石墨烯溶胶和硫溶胶混合物形成凝胶，然后冷冻干燥得到具有三维网状结构的还原氧化石墨烯气凝胶嵌套硫纳米颗粒复合材料；具体是使用氧化石墨烯作为起始原料，制备氧化石墨烯和硫的混合溶胶，室温下在线还原方法制备还原氧化石墨烯凝胶包覆硫纳米颗粒复合材料，通过冷冻干燥除去内部包覆的溶剂，得到还原氧化石墨烯气凝胶嵌套硫纳米颗粒复合材料。
本发明能够有效防止多硫化物的溶解、抑制穿梭效应，并可增强锂硫电池充放电稳定性。
申请人：襄阳华虹高科新材料有限公司
地址：441003 湖北省襄阳市高新区富康大道23号
国籍：CN
代理机构：深圳市嘉宏博知识产权代理事务所
代理人：杨敏
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一种锂硫电池正极材料及其制备方法[发明专利]
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专利名称：一种锂硫电池正极材料及其制备方法
专利类型：发明专利
发明人：李祥村,贺高红,蔡国翠,姜贺龙,褚芳伊,姜晓滨,吴雪梅,代岩,肖武,谷昇翰
申请号：CN202111382261.0
申请日：20211122
公开号：CN114122359A
公开日：
20220301
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种锂硫电池正极材料及其制备方法，具体涉及一种由花状Co(OH)F负载的具有多孔结构的碳基锂硫电池正极材料，制备过程为使用相转化法制备碳纳米管掺杂的多孔碳膜，再利用水热法将花状Co(OH)F均匀的负载在多孔碳膜的表面及内部。
本发明设计的材料，多孔碳基膜具有丰富的孔隙和较大的比表面积，可以物理吸附多硫化物，而花状的Co(OH)F既能从物理角度阻挡多硫化物的穿梭效应、同时也能通过化学作用进一步固定硫物种并对电化学反应起到一定的催化作用，多孔结构为离子和电子的传输提供了路径，缓解多硫化物充放电过程的体积膨胀效应，有效提升Li‑S电池的整体电化学性能。
申请人：大连理工大学
地址：116024 辽宁省大连市甘井子区凌工路2号
国籍：CN
代理机构：大连格智知识产权代理有限公司
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一种锂硫电池正极材料及其制备方法、一种锂硫电池正极及其制备方
专利名称：一种锂硫电池正极材料及其制备方法、一种锂硫电池正极及其制备方法以及一种锂硫电池
专利类型：发明专利
发明人：魏子栋,甘芮弋,陈四国,李存璞,董琴,付娜
申请号：CN201910559903.6
申请日：20190626
公开号：CN112151762A
公开日：
20201229
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供了一种锂硫电池正极材料及其制备方法、一种锂硫电池正极及其制备方法以及一种锂硫电池，属于锂硫电池领域。
本发明提供的锂硫电池正极材料包括MXene和功能化碳布，所述MXene附着在功能化碳布的纤维表面，所述MXene包括金属碳化物或者金属氮化物，所述金属碳化物和金属氮化物中的金属成分独立地包括钛、钒、铬或钼；所述功能化碳布表面含有羟基和羧基官能团。
本发明提供的锂硫电池具有较高的循环寿命、比容量和库伦效率。
申请人：重庆大学
地址：400000 重庆市沙坪坝区沙正街174号
国籍：CN
代理机构：北京高沃律师事务所
代理人：赵晓琳
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一种锂硫电池复合正极材料及其制备方法
一种锂硫电池复合正极材料及其制备
方法
锂硫电池是一种具有很高能量密度的电池体系，但其实际应用受限于硫正极的低电导率、多硫化物的穿梭效应等问题。
为了解决这些问题，研究者们开发了各种锂硫电池复合正极材料。
本文将介绍一种锂硫电池复合正极材料及其制备方法。
该复合正极材料主要由硫、导电碳材料和氧化物载体组成。
其中，硫作为活性物质，提供电池的能量；导电碳材料用于提高正极的电导率，改善硫的利用率；氧化物载体则用于固定硫和导电碳材料，防止它们在充放电过程中发生团聚和流失。
制备该复合正极材料的方法如下：
将硫和导电碳材料混合均匀，得到硫-碳混合物。
将氧化物载体与硫-碳混合物混合，通过球磨等方法使其充分接触和混合。
将混合后的材料在高温下进行热处理，使硫与氧化物载体之间发生化学反应，形成硫-氧化物复合物。
最后，将得到的硫-氧化物复合物与导电碳材料再次混合，得到最终的锂硫电池复合正极材料。
该复合正极材料具有以下优点：
硫-氧化物复合物的形成可以有效固定硫和导电碳材料，防止它们在充放电过程中发生团聚和流失。
氧化物载体具有较高的比表面积和良好的化学稳定性，可以提高正极的活性物质利用率和循环稳定性。
导电碳材料的加入可以提高正极的电导率，改善硫的利用率和电池性能。
综上所述，该锂硫电池复合正极材料及其制备方法具有简单、实用、高效等优点，有望为锂硫电池的商业化应用提供有力支持。
一种锂硫电池正极的制作方法及锂硫电池[发明专利]
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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911014451.X(22)申请日 2019.10.24(71)申请人 湖南楚青新材料科技有限公司地址 410000 湖南省长沙市长沙高新开发区谷苑路186号湖南大学科技园工程孵化大楼东区第1层D113室(72)发明人 朱建 李镓睿 周剑 陈旭 罗海燕 吴振军 吴苑菲 (74)专利代理机构 长沙七源专利代理事务所(普通合伙) 43214代理人 闵亚红 周晓艳(51)Int.Cl.H01M 4/62(2006.01)H01M 4/38(2006.01)H01M 4/60(2006.01)H01M 4/139(2010.01)H01M 10/052(2010.01)(54)发明名称一种锂硫电池正极的制作方法及锂硫电池(57)摘要本发明提供了一种锂硫电池正极的制作方法，包括以下步骤：将生物质活化，形成多级孔结构；将活化后的生物质进行除杂；之后再进行冷冻干燥；然后将干燥后的生物质加热碳化后通过球磨与硫粉复合；将球磨后的硫复合生物炭粉末通过静电纺丝形成生物炭多级微纵列结构；将生物炭多级微纵列结构进行激光逐点扫描，得到生物质碳-硫复合物；再将处理后得到生物质碳-硫复合物置于惰性气体下加热；最后将生物质碳-硫复合物与导电剂、粘结剂混合均匀，涂在金属集流体上，切片即得生物碳基材料锂硫电池正极。
本发明还提供了一种采用上述方法制备的锂硫电池正极的锂硫电池，该锂硫电池稳定性强，具有较高的比容量、库伦效率和良好的循环性能。
权利要求书1页 说明书8页 附图4页CN 110518252 A 2019.11.29C N 110518252A1.一种锂硫电池正极的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将生物质活化，形成多级孔结构；步骤二、将活化后的生物质进行除杂；步骤三、将除杂后的生物质进行冷冻干燥；步骤四、将干燥后的生物质加热进行碳化，然后通过球磨与硫粉复合得到硫复合生物炭粉末；步骤五、将球磨后的硫复合生物炭粉末通过静电纺丝形成生物炭多级微纵列结构；步骤六、将生物炭多级微纵列结构进行激光逐点扫描，得到生物质碳-硫复合物；步骤七、将步骤六处理后得到的生物质碳-硫复合物置于惰性气体下加热；步骤八、将步骤七所得的生物质碳-硫复合物与导电剂、粘结剂混合均匀，涂在金属集流体上，切片即得生物碳基材料锂硫电池正极。
一种锂硫电池正极材料及其制备方法[发明专利]
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专利名称：一种锂硫电池正极材料及其制备方法专利类型：发明专利
发明人：谢冲,李喜飞
申请号：CN202110056724.8
申请日：20210115
公开号：CN112786856A
公开日：
20210511
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开一种锂硫电池正极材料，包括炭骨架，炭骨架材料中均匀分布有硫纳米颗粒，每个硫纳米颗粒表面均匀包覆有金属氧化物壳层。
本发明还公开一种锂硫电池正极材料的制备方法，步骤包括：步骤1，将金属硫化物纳米颗粒表面均匀包覆一层极性氧化物，得到复合纳米颗粒；步骤2，以复合纳米颗粒为胶体材料，采用诱导聚合凝胶法合成有复合纳米颗粒均匀分布在脲醛树脂中的微米复合球；步骤3，将微米复合球经过碳化处理后，再用氧化剂溶液进行处理，最终得到锂硫电池正极材料。
本发明不仅能提高硫的利用率，还能延长内部多硫化锂的扩散路径，增加其扩散难度，更有效地抑制多硫化锂的穿梭效应。
申请人：西安理工大学
地址：710048 陕西省西安市碑林区金花南路5号
国籍：CN
代理机构：西安弘理专利事务所
代理人：燕肇琪
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一种锂硫电池正极材料的制备方法[发明专利]
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专利名称：一种锂硫电池正极材料的制备方法专利类型：发明专利
发明人：鲍君杰
申请号：CN201910098812.7
申请日：20190131
公开号：CN109904419A
公开日：
20190618
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开一种锂硫电池正极材料的制备方法。
将环烷酸钴经过磨细后，在惰性气氛下高温煅烧，得到煅烧物料；将煅烧料经过粉碎、过筛后，得到过筛料，将二硫化碳与无水酒精混合溶解得到二硫化碳‑酒精溶液，将过筛料与二硫化碳‑酒精溶液搅拌混合，然后放入高压反应釜内，在高温高压下搅拌反应，然后冷却，泄压，将泄出的蒸汽用无水酒精吸收，然后将反应釜内的物料倒出，得到浆料；将浆料经过减压蒸馏，将蒸馏出来的蒸汽经过冷凝回收，剩余的固体经过粉碎和过筛，得到锂硫电池正极材料。
此发明制备方法简单，大大增强正极材料的导电性，在充放电过程中不断地收缩和膨胀过程中，不破坏原有的正极结构，使得循环性能大大提高。
申请人：鲍君杰
地址：317307 浙江省台州市仙居县广度乡叶家山村160号
国籍：CN
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CN 109920985 A
权 利 要 求 书
2/2 页
2 .根据权利要求1所述用于锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于步骤(2)中所制 备的纳米二氧化硅介孔球其直径在30～200纳米之间。
3 .根据权利要求1或2所述用于锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于步骤(2)中 所述纳米二氧化硅介孔球分散液的浓度为0 .1mg/ml～10mg/ml。
代理人 刘双兰
(51)Int .Cl . H01M 4/36(2006 .01) H01M 4/38(2006 .01) H01M 4/583(2010 .01) H01M 4/62(2006 .01) H01M 10/052(2010 .01)
( 54 )发明 名称 一种锂硫电池正极材料及其制备方法
(10)申请公布号 CN 109920985 A (43)申请公布日 2019.06.21 C01B 32/182(2017 .01)
权利要求书2页 说明书10页 附图4页
CN 109920985 A
CN 109920985 A
权 利 要 求 书
1/2 页
1 .一种用于锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于将升华硫按设计质量比融于纳 米二氧化硅介孔球，形成复合物；再将此复合物与氧化石墨烯按设计质量比混合后还原，即 得到锂硫电池正极材料；具体包括以下步骤：
4 .根据权利要求1所述用于锂硫电池正极材料的制备方法，其特征在于步骤(2)中所述 加入的正硅酸乙酯与反应母液的比例为：每1ml正硅酸乙酯加入反应母液为0 .16克。
5 .根据权利要求1所述的电极材料制备方法，其特征在于步骤(3)中所述在纳米二氧化 硅介孔球分散液中加入0 .4克的碳源，所述碳源为明胶、或葡萄糖中的一种；添加量为每1克 纳米二氧化硅介孔球添加0 .4克碳源。
( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910079279 .X
(22)申请日 2019 .01 .28
(71)申请人 四川大学 地址 610065 四川省成都市武侯区一环路 南一段24号
(72)发明人 朱基亮 刘建鹏 朱峻成
(74)专利代理机构 成都科海专利事务有限责任 公司 51202
( 57 )摘要 本发明公开了一 种锂硫电 池正极材料 及其
制备方法和将其在制备锂硫电池中的应用。该正 极材料包括纳米二氧化硅介孔球，富官能团碳包 覆层、三维网状还原氧化石墨烯和升华硫四个部 分。其制备方法采用自组装方式得到尺寸不同的 纳米二氧化硅介孔球；将升华硫融于纳米二氧化 硅介孔球 ，形成复合物 ；此复合物与氧化石墨烯 还原，即制得锂硫电池正极材料。将正极材料、导 电 剂 、粘接剂按 质量比 涂覆到集流体上 ，得到高 性能的锂硫电池正极，将其用于组装的锂硫电池 能 大幅 提升其循环稳定性 、倍率性能 、及库伦效 率；且具有充放电性能好、高负载量、长循环寿命 及高比 容量的 优点 ；符合电 池市 场对于长寿命 、 高比容量电池的需求。
6 .根据权利要求1所述的电极材料制备方法，其特征在于步骤(3)中所述加入过渡金属 乙酸盐为镍、钴、锰、铝或铁的一种。
7 .根据权利要求1所述的电极材料制备方法，其特征在于步骤(3)中所述富官能团物质 选择谷氨酸、甘氨酸、天冬氨酸、或氟化钠的一种。
(1)氧化石墨烯的制备 ①将9克过硫酸钾与9克五氧化二磷溶于15ml浓硫酸中 ，加入11克石墨粉 ；搅拌均匀后 于80℃、保温24小时，得到预氧化石墨浆料； ②将预氧化石墨浆料抽滤 ，并 用去离子水清洗后 ，置80℃的 烘箱中烘烤24小时 ，得到预 氧化石墨粉料； ③将3克硝酸钠加入255ml浓硫酸中 ，完全溶解后将得到的预氧化石墨粉料全部加入其 中 ；整个体系置于10℃以下的水浴锅中 ，待整个 .9克分20次加入到上述体系中；该体系的温度始终保持在10 ℃以下，添加完毕后密封，该体系温度下保温3小时后转移至55℃水浴锅中，强烈搅拌5小时 形成膏状物质； ⑤将膏状物质用盐酸溶液离心清洗，再用去离子水离心清洗，得到氧化石墨烯； (2)纳米二氧化硅介孔球的制备 ①取十六烷基三甲基溴化铵0 .1～0 .8克放入50ml去离子水中，充分搅拌0 .6小时，配制 成反应母液；将配制的反应母液置于60℃～110℃的恒温箱中保温10～48小时； ②取出反应母液并向其中 加入正硅酸乙 酯 ，所 加正硅酸乙 酯与反应母液的比 例为 ：每 1ml正硅酸乙酯加入反应母液为0 .08～0 .64克，于常温下磁力搅拌1-10小时，密封后反应10 ～48小时生成反应物； ③将生成的反应物抽滤、清洗至膏状物 ，将膏状产物分散于50～150ml去离子水中 ，磁 力搅拌2小时，形成纳米二氧化硅介孔球分散液； (3)对纳米二氧化硅介孔球碳包覆以及引入相应官能团 ①在所述纳米二氧化硅介孔球分散液中加入0 .4克碳源，同时根据引入的官能团加入 0 .01-0 .35克富官能团物质，形成混合液； ②按照摩尔比 例 ，在上述混合液中 加入过渡金 属乙 酸盐 ，混合液与过渡金 属乙 酸盐的 比例为：1:3；然后超声清洗0 .2～2 .5小时，混合均匀后在60℃～110℃烘箱中烘干，得到富 官能团碳包覆纳米二氧化硅介孔球、过渡金属乙酸盐混合物； ③将上述混合物置于真空气氛条件下于850℃～1000℃退火处理5～10小时 ；自然冷却 至室温，得到碳包覆的纳米二氧化硅介孔球； (4)锂硫电池正极材料制备 ①将上述碳包覆的纳米二氧化硅介孔球与升华硫按照质量比1:1～1:6混合均匀后，在 150℃～250℃气氛条件下保温2～20小时，得到碳包覆纳米二氧化硅介孔球/硫复合物； ②取步骤(1)所制备的氧化石墨烯0 .3克和1克碳包覆纳米二氧化硅介孔球/硫复合物 分散于80～300ml去离子水中，磁力搅拌器搅拌0 .2～2小时得氧化石墨烯混合液； ③将所得氧化石墨烯混合液置入60℃～110℃烘箱中 ，保温1～10小时得混合产物 ；将 混合产物抽滤至膏状 ，用去离子水清洗 ，冻干1～15小时 后即得到锂硫电 池正极材料 ；将其 磨细备用。