【CN109888178A】一种柔性自支撑锂硫电池复合正极材料及其制备方法【专利】

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一种锂硫电池用复合正极材料及其制备方法与应用[发明专利]

专利名称：一种锂硫电池用复合正极材料及其制备方法与应用专利类型：发明专利
发明人：刘宇,梁宵,温兆银,黄乐之,黄颖
申请号：CN201010220208.6
申请日：20100706
公开号：CN102315424A
公开日：
20120111
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种可用于锂硫电池正极的高性能硫-设定形貌的导电聚合物复合正极材料及其制备技术，属于化学电源领域。

本发明提供的一种锂硫电池用复合正极材料，为硫-导电聚合物纳米管复合正极材料，所述的硫分散吸附于所述导电聚合物纳米管的管表面和管内，形成中空的纤维状结构。

本发明采用对硫及其还原产物有良好吸附性且本身具有高导电率的聚合物作为硫电极中的导电相，采用共热法和液相硫渗入法使之与硫均匀结合得到复合电极材料，解决了锂硫电池中硫极及其还原产物在有机电解质中的易溶解性和硫本身的不导电性而导致的电池循环性差等问题。

该复合材料的第60次循环容量大于650mAh/g，且具有良好的电化学循环稳定性。

申请人：中国科学院上海硅酸盐研究所
地址：200050 上海市长宁区定西路1295号
国籍：CN
代理机构：上海光华专利事务所
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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。

一种锂硫电池复合正极材料及其制备方法[发明专利]

专利名称：一种锂硫电池复合正极材料及其制备方法专利类型：发明专利
发明人：杨伟,喻鹏,查湘军,孙小蓉,包睿莹,杨鸣波
申请号：CN202010625735.9
申请日：20200702
公开号：CN111740114A
公开日：
20201002
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种新型锂硫电池正极材料的制备方法，属于功能复合材料领域。

一种锂硫电池复合正极材料的制备方法，所述制备方法包括：将纳米粒子1、纳米粒子2与氧化剂制成均一的氧化性纳米粒子分散液；将氧化性纳米粒子分散液和含硫还原性前驱液搅拌反应使得含硫还原性前驱液被氧化性纳米粒子分散液中的含氧官能团氧化原位地析出单质硫，所得单质硫则先与纳米粒子1复合，然后与纳米粒子2复合，从而使得单质硫被纳米粒子1和纳米粒子2稳定地封装起来；经离心、洗涤和冻干得所述锂硫电池复合正极材料。

本发明所得材料微观结构中，单质硫被很好的封装在石墨烯形成的球形壳层中，且形成蛋黄壳结构，可缓冲充放电过程中的体积变化。

申请人：四川大学
地址：610065 四川省成都市一环路南一段24号
国籍：CN
代理机构：成都点睛专利代理事务所(普通合伙)
代理人：刘文娟
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一种锂硫电池正极复合材料及其制备方法[发明专利]

专利名称：一种锂硫电池正极复合材料及其制备方法专利类型：发明专利
发明人：闫霄,贾宏鹏,李彦娟,刘立淮,王敏,张玉,顾鸿飞申请号：CN201910627009.8
申请日：20190711
公开号：CN110474029B
公开日：
20220610
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种锂硫电池正极复合材料，该正极复合材料包含单质硫和碳包覆氮化铌纳米线，其中碳包覆氮化铌纳米线为载体材料，单质硫含量为65％～75％。

本发明还公开了该正极复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)利用铌粉制备铌酸钠纳米线；(2)将铌酸钠纳米线质子化，得到铌酸纳米线；(3)将铌酸纳米线和碳材料混合，制备碳包覆铌酸纳米线；(4)在氨气下将碳包覆铌酸纳米线进行热处理，得到碳包覆氮化铌纳米线；(5)利用高温固态熔融法制得以碳包覆氮化铌纳米线为载体材料的锂硫电池正极复合材料。

该正极复合材料能够吸附固定多硫化物，抑制其穿梭效应，加快多硫化物氧化还原过程，防止中间产物的堆积，提高了电极寿命及电池的容量保持率。

申请人：江苏师范大学
地址：221116 江苏省徐州市铜山新区上海路101号
国籍：CN
代理机构：南京苏高专利商标事务所(普通合伙)
代理人：柏尚春
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柔性自支撑锂硫电池正极及其制备方法和应用[发明专利]

专利名称：柔性自支撑锂硫电池正极及其制备方法和应用专利类型：发明专利
发明人：李明仙,万黎豪,周宽
申请号：CN201811512863.1
申请日：20181211
公开号：CN109768219A
公开日：
20190517
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供了一种柔性自支撑锂硫电池正极的制备方法，包括以下步骤：提供氧化石墨烯的水分散液，在搅拌条件下往所述氧化石墨烯的水分散液加入硫单质得到混悬体系，将所述混悬体系进行超声处理，得到氧化石墨烯‑硫单质分散液；将所述氧化石墨烯‑硫单质分散液在搅拌条件下进行加热浓缩处理，得到氧化石墨烯‑硫单质浓缩液；将所述氧化石墨烯‑硫单质浓缩液沉积在基板上，对沉积样品进行抽真空处理后，干燥形成氧化石墨烯‑硫复合物薄膜；将所述氧化石墨烯‑硫复合物薄膜置于酸性溶液中进行还原处理，得到柔性自支撑锂硫电池正极：石墨烯‑硫复合物电极。

申请人：深圳市比克动力电池有限公司
地址：518000 广东省深圳市大鹏新区葵涌街道比克工业园
国籍：CN
代理机构：深圳中一联合知识产权代理有限公司
代理人：黄志云
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一种锂硫电池复合正极材料及其制备方法[发明专利]

专利名称：一种锂硫电池复合正极材料及其制备方法专利类型：发明专利
发明人：武军,颜圣,潘芝杰,戴洋,徐军明,宋开新,高惠芳申请号：CN201811610538.9
申请日：20181227
公开号：CN109686953A
公开日：
20190426
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种锂硫电池复合正极材料及其制备方法。

该方法具体包括：以莲藕生物质为材料，先用清洗液将其洗涤干净，预碳化处理后再用氢氧化钾进行活化处理，之后置于管式炉中进行保温碳化得到多孔碳，将多孔碳和硫按照一定的质量比混合，然后研磨至粉末，将此粉末混合物放在真空烘箱中进行碳硫复合。

最后将复合物放入六亚甲基四胺与硝酸镍的水溶液中，加热一段时间得到镍基氢氧化物包覆多孔碳硫复合材料。

本发明采用的制备方法相对简单，成本低廉，有望得到性价比较高的锂硫电池。

申请人：杭州电子科技大学
地址：310018 浙江省杭州市经济技术开发区白杨街道2号大街1158号
国籍：CN
代理机构：杭州千克知识产权代理有限公司
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柔性自支撑锂离子电池正极材料的制备及电性能研究

柔性自支撑锂离子电池正极材料的制备及电性能研究柔性自支撑锂离子电池正极材料的制备及电性能研究摘要：锂离子电池作为一种高性能电池，在可穿戴设备、电动汽车等领域得到了广泛应用。

然而，传统的锂离子电池正极材料存在容量衰减、安全性差、寿命短等问题，限制了其进一步应用。

本文基于柔性自支撑的思想，探索了一种新型锂离子电池正极材料的制备方法，并对其电性能进行了研究。

1. 介绍随着科技的进步和人们对新能源需求的增加，锂离子电池作为一种高能量密度、环保且具有优良循环性能的电池技术，已成为主流电池技术之一。

然而，传统的锂离子电池正极材料存在一些问题，如容量衰减、安全性差、寿命短等，限制了其进一步应用。

因此，研究开发新型的、具有优良电性能的柔性自支撑锂离子电池正极材料具有重要意义。

2. 制备方法本研究采用了一种简单的制备方法来制备柔性自支撑锂离子电池正极材料。

首先，选择一种适用的正极材料，如锰酸锂、三元材料等。

然后，将正极材料与适量的导电剂和粘结剂混合均匀。

接下来，将混合物涂覆在柔性导电基底上，并通过烘干和压制等工艺获得柔性自支撑锂离子电池正极材料。

3. 表征方法为了研究柔性自支撑锂离子电池正极材料的电性能，采用了一系列表征方法。

首先，使用扫描电子显微镜（SEM）观察材料的形貌和微观结构。

然后，利用X射线衍射（XRD）对样品进行晶体结构分析。

最后，通过循环伏安（CV）和恒定电流充放电测试等方法来评估材料的电化学性能。

4. 结果与讨论通过SEM观察，发现柔性自支撑锂离子电池正极材料具有均匀的分布和致密的结构。

XRD分析结果显示，材料呈现出良好的结晶性。

电化学测试结果表明，柔性自支撑锂离子电池正极材料具有优良的循环性能和放电特性，具有较高的容量和能量密度。

5. 结论通过本研究，成功制备了一种新型的柔性自支撑锂离子电池正极材料，并对其电性能进行了详细的研究。

结果表明，该材料具有优良的循环性能和较高的容量和能量密度。

该研究为柔性自支撑锂离子电池材料的制备和应用提供了新的思路和方法，有助于推动锂离子电池领域的进一步发展与应用。

一种锂硫电池复合正极材料的制备方法[发明专利]

专利名称：一种锂硫电池复合正极材料的制备方法专利类型：发明专利
发明人：陈跃辉,马红岩,董伟,刘凤霞,杨绍斌
申请号：CN201811599977.4
申请日：20181226
公开号：CN109686948B
公开日：
20220211
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明的一种锂硫电池复合正极材料的制备方法，步骤如下：按配比将石墨炔与C3N4前驱体进行混合，形成混合物后，热处理形成复合产物；采用气相沉积的方法，将单质硫沉积在复合产物上，获得沉积产物；制备相应浓度的氧化石墨烯溶液，将沉积产物分散于氧化石墨烯溶液，获得沉积产物氧化石墨烯乳液，烘干制备得锂硫电池复合正极材料。

本发明采用的石墨炔具有优良的物理、化学性质，C3N4具有优良的固硫性能，通过气相沉积获得纳米级硫颗粒，通过加入氧化石墨烯，并进行高温处理，原位并均匀的生成石墨烯，该方法简单、适合大规模生产，硫颗粒与C3N4、石墨炔、石墨烯结合紧密，制备的正极材料具有优良的电化学性能。

申请人：辽宁工程技术大学
地址：123000 辽宁省阜新市细河区中华路47号
国籍：CN
代理机构：沈阳东大知识产权代理有限公司
代理人：宁佳
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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 201910177840.8
(22)申请日 2019.03.10
(71)申请人复旦大学
地址 200433 上海市杨浦区邯郸路220号
(72)发明人周永宁　陈东　岳昕阳　李璕琭　
(74)专利代理机构上海正旦专利代理有限公司
31200
代理人陆飞　陆尤
(51)Int.Cl.
H01M 4/13(2010.01)
H01M 4/139(2010.01)
H01M 4/04(2006.01)
H01M 4/36(2006.01)
H01M 4/38(2006.01)
H01M 4/62(2006.01)
H01M 10/052(2010.01)
(54)发明名称一种柔性自支撑锂硫电池复合正极材料及其制备方法(57)摘要本发明属于电化学技术领域，具体为一种柔性自支撑锂硫电池复合正极材料及其制备方法。

本发明的锂硫电池复合正极材料为由单质硫、纤维状三氧化钼以及多壁碳纳米管三者组成的可弯曲的复合柔性膜，记为MoO 3/MCNT@S，其具有无需额外集流体的自支撑结构，且自带多硫化物阻挡层。

该材料采用水热法和抽滤法制得。

本发明复合材料具有优良的充放电性能，在电压范围1.5~2.8V和电流密度0.1~2C内，具有较高的可逆容量和良好的循环性能；在0.5C的电流密度下，350圈后比容量仍能保持在600~800mAh ·g −1。

该电极材料具有比容量高，倍率性能好，循环寿命长，
制备方法简单且原料价格低廉等综合优势。

权利要求书1页说明书3页附图1页CN 109888178 A 2019.06.14
C N 109888178
A
1.一种柔性自支撑锂硫电池复合正极材料，其特征在于，为由单质硫、纤维状三氧化钼以及多壁碳纳米管三者组成的可弯曲的复合柔性膜，记为MoO 3/MCNT@S，其具有无需额外集流体的自支撑结构，且自带多硫化物阻挡层。

2.一种如权利要求1所述的柔性自支撑锂硫电池复合正极材料的制备方法，其特征在于，具体步骤为：
（1）先将纳米级MoO 3颗粒加入到去离子水中搅拌均匀，随后在磁力搅拌下逐滴加入双氧水，并将混合溶液在油浴锅中加热得到透明MoO 3溶液，再利用水热法将MoO 3溶液制备成纤维状MoO 3乳液；
（2）将步骤（1）制备的纤维状MoO 3乳液、MCNT和SDS分散剂加入到去离子水中并搅拌均匀，得到溶液A；对该溶液进行抽滤、水洗，并烘干，得到具有自支撑结构的MoO 3复合膜；MCNT 为多壁碳纳米管，SDS为十二烷基硫酸钠；
（3）将步骤（1）制备的纤维状MoO 3乳液、MCNT、S粉和SDS分散剂加入到去离子水中并搅拌均匀，得到溶液B；将步骤（2）制备的MoO 3复合膜作为滤膜置于砂芯漏斗中，并抽滤溶液B，水洗，并烘干，得到具有双层膜结构的柔性自支撑硫复合正极材料，记为MoO 3/MCNT@S。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述双氧水浓度为20~50%，油浴温度为70~100℃，水热反应温度为100~300℃，反应时间为0.5~1.5h。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，MoO 3乳液与MCNT的质量比例为2:1~3:1，MCNT和SDS分散剂的质量比例为1:8~1:10。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，MoO 3乳液与MCNT@S的质量比例为2:1~3:1，其中S与MCNT的质量比例为5:4~8:1，MCNT@S与SDS分散剂的质量比例为1:8~1:10。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述抽滤用的滤膜为水系有机混合尼龙新亚过滤膜，孔径0.22μm，所用砂芯漏斗为200~400目砂芯漏斗。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述烘干采用真空干燥方式，温度为30~70℃，时间为6~24h。

权　利　要　求　书1/1页2CN 109888178 A。