一种锂硫电池所需多硫化锂的制造工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种锂硫电池所需多硫化锂的制造工艺，在反应釜中，通过惰性气体的置换之后，合成原材料配方的摩尔比为N-甲基吡咯烷酮:硫氢化钠:氢氧化钠:无氧去离子水:氯化锂:升华硫＝4.4～5.4:1.0:1.03:0.3:1.001:4.0～6.0。经升温滤除去生成的氯化钠，滤液返回反应体系，加入升华硫，反应体系经升温保温的温度降到室温，同时在反应体系中析出浅黄白色固体粉末，过滤出浅黄白色固体析出物，并用无水酒精洗涤过滤，烘箱中干燥，得到可以用作锂硫电池所需的多硫化锂原材料。
【专利说明】一种锂硫电池所需多硫化锂的制造工艺
【技术领域】
[0001]本发明属于化工新材料领域，尤其是锂硫电池生产所用原料硫化锂制备。
技术背景
[0002]锂硫电池与现在市场比较主流的磷酸铁锂电池相比，有着许多明显优势。理论上锂硫电池的能量密度远远超过了绝大多数类型的动力电池。可以肯定的是，其最大能量密度理论上不会低于1000瓦时/公斤，而的磷酸铁锂电池的能量密度大多在100瓦时/公斤以下，并且提升的空间已经不大。显然，单从储能效率来看，锂硫电池更适合作为汽车动力电池和/或其他动力电池。
[0003]锂硫电池除了能量密度非常高外，还具有一些其他的优点，一方面，其生产成本比较低。由于锂硫电池主要采用硫和锂作为生产原材料，生产成本相对较低；另一方面，锂硫电池在使用后低毒，并且回收利用的能耗较小。
[0004]尽管与许多类型的动力电池相比，锂硫电池有着明显的优点，但是同样其也有存在一些不足之处。目前锂硫电池最大的劣势在于其循环利用次数比较低。因为硫化聚合物具有稳定性比较差的特性，所以当前锂硫电池的循环利用次数要远远低于普通的磷酸铁锂电池，这就极大的增加了锂硫电池的使用成本。可以说，只要锂硫电池的这一性能劣势得不到改变，那么其就很难大规模的推广使用。
[0005]尽管理论上锂硫电池的性能会非常先进，但是要将理论变为现实产品，难度非常大。
[0006]尤其是用作锂硫电池正极和/或电解液所需的多硫化锂材料的制备，由于硫化锂在空气中很容易被氧化，为此，给多硫化锂的制备造成很多技术上的困难，本发明为了解决这些问题，采用能够使多硫化锂溶解的N-甲基吡咯烷酮高温稳定溶剂，并采取相应的稳定保护措施，从而得到满意的锂硫电池正极和/或电解液所需的多硫化锂原材料。
[0007]到目前为止，在各种文献中还未完整的阐述多硫化锂的合成工艺，只是在一些文献中大致提及多硫化锂的制备是采用在乙醇或氨水为溶剂的条件下，直接加入硫化锂，并在温度为95°C的条件下，加入一定摩尔比的升华硫，并保温一定时间来合成多硫化锂，虽然该多硫化锂的合成工艺在化学合成工艺中是显得常见的工艺，但是，如果要合成纯度较高的多硫化锂，这种工艺就显示出很多难以解决的问题，本发明为了获得高纯度的多硫化锂，通过离子反应，同时合理利用化合物在同一种溶剂中的不同溶解度来合成高纯度的多硫化锂，其原因是硫化锂在空气中很容易被氧化，从而使其合成的多硫化锂很有的硫化锂氧化物相对于本发明的采用的工艺流程得到的多硫化锂氧化物多，为此，通过本发明的工艺流程来可以很容易的获得高纯度的多硫化锂，以保证提供锂硫电池电极或电解液甚至全固态电解质所需多硫化锂的高纯度。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是研究一种锂硫电池所需多硫化锂材料的制造工艺，在不增加多硫化锂合成成本的前提下，通过合理选择工艺控制条件、原料、辅助材料来降低多硫化锂的合成成本，缩短多硫化锂的合成工艺流程，达到优化其电离解性能为最终目的。
[0009]本发明的目的是通过以下手段实现的。
[0010]一种锂硫电池所需多硫化锂的制造工艺，反应釜中，通过惰性气体的置换之后，力口入溶剂和原材料，合成原材料配方的摩尔比为N-甲基吡咯烷酮:硫氢化钠:氢氧化钠:无氧去离子水:氯化锂:升华硫=4.4?5.4:1.0: 1.03:0.3:1.001:4.0?6.0 ;温度从室温加热到一定温度，保温一段时间，加入N-甲基吡咯烷酮，硫氢化钠，氢氧化钠，无氧去离子水和氯化锂进行反应；将反应体系中的水份除去，然后趁热过滤除去生成的氯化钠，滤液返回反应体系，在置换出反应体系中的空气之后，加入升华硫，升温度并保温一段时间，然后反应体系的温度降到室温，体系中析出浅黄白色固体粉末，过滤出浅黄白色固体，经用无水酒精洗涤过滤，最后置入真空烘箱中干燥后得到可以用作锂硫电池所需的多硫化锂原料。
[0011]其具体工艺如下:
[0012]1、用氮气将IL的316L不锈钢反应釜中的空气置换3?6次，在不断通入氮气的保护下，加入4.4?5.4molNMP, 1.0mol硫氢化钠和1.03mol氢氧化钠，在120?180rpm搅拌条件下，缓慢的将反应系的温度升高到66?68°C，同时加入0.3mol去离子无氧水，然后加入1.0Olmol氯化锂，继续升高反应体系的温度到160?180°C，并在该温度条件下，使反应体系保温18?33min，直到反应体系中有细小的白色晶体析出时，同时将反应体系中的水份蒸发除去，并停止加热；其中氮气的流量为360?480ml/min ；
[0013]2、将I)得到的无水反应体系在氮气的保护下，趁热过滤，将反应体系中的白色晶体过滤出来，滤液重新加入反应体系，加入配方中的升华硫和去离子无氧水，用氮气置换3?6次后，密闭反应体系，待温度上升到88?118°C，并在该温度条件下保温4?6h，直到反应体系中无升华硫粉末时，停止对反应体系加热，同时将反应体系的温度缓慢的降到室温，此时，反应体系中析出浅黄白色的固体粉末；其中反应釜的搅拌强度为280?330rpm ；
[0014]3、将2)析出的浅黄白色固体粉末从反应体系中过滤出来，在氮气的保护下，用180?218ml无水酒精对浅黄白色固体粉末洗涤过滤3?6次，最后过滤出来的浅黄白色固体置入90?120°C的真空烘箱中干燥3?4h，这样就制得锂硫电池所需的多硫化锂固体；其中真空烘箱的真空度为0.088?0.093Mpa ；
[0015]4、将3)得到的滤液在160?180°C进行减压蒸馏，蒸馏出来的无色NMP和水的混合物经过检验，重新再利用于多硫化锂合成，同时对NMP和水的损失给予补充，以保证合成体系的摩尔配比。
[0016]本发明的技术特点
[0017]1、本发明首先利用可以溶于NMP溶剂的氯化锂，它在NMP溶剂中的常温溶解度可以高达26g/100mlNMP，为了提高氯化锂的溶解度，需要对溶液体系进行加热升温，由于NMP在加热的空气中，会使之变色而发生氧化反应，因此，需要用惰性气体(如:氮气)对合成体系进行保护，以免造成其他副反应的发生，从而降低硫化锂和/或多硫化锂的纯度。
[0018]2、本发明其次利用非常普通的硫化钠工业原材料，它虽然在常温不溶于NMP溶齐IJ，但是，在有无氧水存在的条件下，通过升温加热之后，通过硫化钠和氯化锂在其中发生离子反应，同时，在蒸发出其中的无氧水的条件下，合成硫化锂，由于氯化钠在150?160°C的NMP溶剂中的溶解度只有5mg/100mlNMP，硫化锂是溶于NMP溶剂的，为此，本发明充分利用硫化锂容易NMP这种特性，较为容易的得到硫化锂，其目的是由于硫化锂在空气中很容易被氧化分解，释放出硫化氢毒气，一方面可以避免合成的硫化锂不被氧化，另外一方面是为了得到高纯度的无水硫化锂。
[0019]3、本发明为了避免硫化锂在有氧的去离子水中被氧化分解，因此，充分利用可以利用的条件，就是可以将去离子水通过物理或/和化学的方式，将去离子水中的溶解氧降到很低的程度，甚至完全除去，以满足本发明的需要。
[0020]4、本发明为了合成锂硫电池所需的多硫化锂原材料。由于在极性有机溶液中单质硫和硫化锂均会溶于NMP溶剂之中，但是由于溶解度的不同，会使合成速度受到影响，为了提高合成速度，本发明充分利用可以使硫化锂发生离解的普通水溶剂，这样就会使合成速度较用乙醇或氨水为溶剂提高了近2倍，同时，降低成本将近40%，更有利于实现。
[0021]5、为了提高本发明原材料的利用率，充分利用所有的工艺流程和条件，将溶剂回收再利用。
[0022]6、本发明为了充分利用密闭体系，是为了降低在多硫化锂的合成过程中，副反应的发生，是因为在非密闭合成体系中，由于氮气的通入可以是合成体系的水蒸气或NMP溶剂蒸汽带入一定的氧气，即使量很小，也会使带入的氧气与硫化锂发生氧化反应，以致于使合成副反应增加，从而增加产成品的成本，降低原材料的利用率，进而影响多硫化锂的纯度。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1表不的是本发明各实施例的多硫化裡的质量指标表。
[0024]其中a类杂质是由于过量加入氢氧化钠和氯化锂所产生的一种N-甲氨基丁酸锂
[0025]b类杂质是由于硫化钠中的杂质发生化学变化而产生的碳酸钠、和亚硫酸钠、碳酸锂等。
[0026]c类杂质是由于在没有氮气保护的条件下，使硫化钠被空气中的氧气氧化成硫酸钠、亚硫酸钠、硫代硫酸钠、以及碳酸锂等。
【具体实施方式】
[0027]本发明的工艺流程简介
[0028]在合成多硫化锂的反应釜中，通过惰性气体的置换之后，在不断通入一定流量的氮气的流量条件下，加入配方中的的NMP溶剂、硫氢化钠、氢氧化钠和去离子无氧水，然后将反应体系的温度从室温加热到66?68°C，并在该温度条件下保温一定时间，然后加入配方中氯化锂，继续升高反应体系的温度到160?180°C，并在该温度和条件下，使反应体系保温一定时间，直到反应体系中有细小的白色晶体析出时，同时将反应体系中的水份蒸发除去，并停止加热，趁热过滤除去生成的氯化钠，滤液返回反应体系，再用氮气置换出其中的空气之后，加入升华硫，升高反应体系的温度到88?118°C，并在该温度和搅拌强度为280?330rpm的条件下保温一段时间，直到反应体系中无升华硫粉末时，停止对反应体系加热，同时将反应体系的温度缓慢的降到室温，同时在反应体系中析出浅黄白色固体粉末，过滤出浅黄白色固体，用一定体积的无水酒精洗涤过滤几次次，最后得到的浅黄白色固体粉末置入一定温度和真空度的真空烘箱中干燥一段时间，这样就制得锂硫电池所需的多硫化锂固体，得到可以用作锂硫电池所需的多硫化锂原材料，而滤液在一定的温度条件下进行减压蒸馏，蒸馏出来的无色NMP和水的混合物经过检验，重新再利用于多硫化锂合成，同时对NMP和水的损失给予补充，以保证合成体系的摩尔配比。
[0029]下面结合实施例对本发明的工艺作进一步的详述。
[0030]实施例1
[0031]在合成多硫化锂的反应釜中，通过惰性气体的置换之后，在不断通入氮气的流量为360ml/min的条件下，加入4.4mol的NMP溶剂、1.0mol硫氢化钠、1.03mol氢氧化钠和0.3mol去离子无氧水，然后将反应体系的温度从室温加热到66°C，并在该温度条件下保温33min，然后加入l.0Olmol氯化锂，继续升高反应体系的温度到180°C，并在该温度和条件下，使反应体系保温33min,直到反应体系中有细小的白色晶体析出时，同时将反应体系中的水份蒸发除去，并停止加热，趁热过滤除去生成的氯化钠，滤液返回反应体系，再用氮气置换出其中的空气之后，加入4.0mol升华硫，升高反应体系的温度到88°C，并在该温度和搅拌强度为330rpm的条件下保温6h，直到反应体系中无升华硫粉末时，停止对反应体系加热，同时将反应体系的温度缓慢的降到室温，同时在反应体系中析出浅黄白色固体粉末，过滤出浅黄白色固体，用180ml无水酒精洗涤过滤6次，最后得到的浅黄白色固体粉末置入90°C真空度为0.093Mpa的真空烘箱中干燥3h，这样就制得锂硫电池所需的多硫化锂固体，得到可以用作锂硫电池所需的多硫化锂原材料，而滤液在160°C进行减压蒸馏，蒸馏出来的无色NMP和水的混合物经过检验，重新再利用于多硫化锂合成，同时对NMP和水的损失给予补充，以保证合成体系的摩尔配比。
[0032]得到的多硫化锂的质量指标将在附图1中表示出来
[0033]实施例2
[0034]在合成多硫化锂的反应釜中，通过惰性气体的置换之后，在不断通入氮气的流量为480ml/min的条件下，加入5.4mol的NMP溶剂、1.0mol硫氢化钠、1.03mol氢氧化钠和0.3mol去离子无氧水，然后将反应体系的温度从室温加热到68°C，并在该温度条件下保温18min，然后加入l.0Olmol氯化锂，继续升高反应体系的温度到180°C，并在该温度和条件下，使反应体系保温18min，直到反应体系中有细小的白色晶体析出时，同时将反应体系中的水份蒸发除去，并停止加热，趁热过滤除去生成的氯化钠，滤液返回反应体系，再用氮气置换出其中的空气之后，加入6.0mol升华硫，升高反应体系的温度到118°C，并在该温度和搅拌强度为280rpm的条件下保温4h，直到反应体系中无升华硫粉末时，停止对反应体系加热，同时将反应体系的温度缓慢的降到室温，同时在反应体系中析出浅黄白色固体粉末，过滤出浅黄白色固体，用218ml无水酒精洗涤过滤3次，最后得到的浅黄白色固体粉末置入120°C真空度为0.088Mpa的真空烘箱中干燥4h，这样就制得锂硫电池所需的多硫化锂固体，得到可以用作锂硫电池所需的多硫化锂原材料，而滤液在180°C进行减压蒸馏，蒸馏出来的无色NMP和水的混合物经过检验，重新再利用于多硫化锂合成，同时对NMP和水的损失给予补充，以保证合成体系的摩尔配比。
[0035]得到的多硫化锂的质量指标将在附图1中表示出来
[0036]实施例3
[0037]在合成多硫化锂的反应釜中，通过惰性气体的置换之后，在不断通入氮气的流量为380ml/min的条件下，加入4.6mol的NMP溶剂、1.0mol硫氢化钠、1.03mol氢氧化钠和0.3mol去离子无氧水，然后将反应体系的温度从室温加热到67°C，并在该温度条件下保温21min，然后加入1.0Olmol氯化锂，继续升高反应体系的温度到163°C，并在该温度和条件下，使反应体系保温19min，直到反应体系中有细小的白色晶体析出时，同时将反应体系中的水份蒸发除去，并停止加热，趁热过滤除去生成的氯化钠，滤液返回反应体系，再用氮气置换出其中的空气之后，加入4.5mol升华硫，升高反应体系的温度到96°C，并在该温度和搅拌强度为290rpm的条件下保温4.3h，直到反应体系中无升华硫粉末时，停止对反应体系加热，同时将反应体系的温度缓慢的降到室温，同时在反应体系中析出浅黄白色固体粉末，过滤出浅黄白色固体，用191ml无水酒精洗涤过滤4次，最后得到的浅黄白色固体粉末置入93°C真空度为0.0893Mpa的真空烘箱中干燥3.6h,这样就制得锂硫电池所需的多硫化锂固体，得到可以用作锂硫电池所需的多硫化锂原材料，而滤液在162°C进行减压蒸馏，蒸馏出来的无色NMP和水的混合物经过检验，重新再利用于多硫化锂合成，同时对NMP和水的损失给予补充，以保证合成体系的摩尔配比。
[0038]得到的多硫化锂的质量指标将在附图1中表示出来
[0039]对比实施例1
[0040]在合成多硫化锂的反应釜中，通过惰性气体的置换之后，在不断通入氮气的流量为360ml/min的条件下，加入4.4mol的NMP溶剂、1.0mol硫化钠、和0.3mol去离子无氧水，然后将反应体系的温度从室温加热到66°C，并在该温度条件下保温33min，然后加入l.0Olmol氯化锂，继续升高反应体系的温度到160°C，并在该温度和条件下，使反应体系保温33min，直到反应体系中有细小的白色晶体析出时，同时将反应体系中的水份蒸发除去，并停止加热，趁热过滤除去生成的氯化钠，滤液返回反应体系，再用氮气置换出其中的空气之后，加入4.0mol升华硫，升高反应体系的温度到88°C，并在该温度和搅拌强度为330rpm的条件下保温6h，直到反应体系中无升华硫粉末时，停止对反应体系加热，同时将反应体系的温度缓慢的降到室温，同时在反应体系中析出黄色固体粉末，过滤出黄色固体，用180ml无水酒精洗涤过滤6次，最后得到的黄色固体粉末置入120°C真空度为0.088Mpa的真空烘箱中干燥4h。
[0041]实施例4
[0042]在合成多硫化锂的反应釜中，通过惰性气体的置换之后，在不断通入氮气的流量为398ml/min的条件下，加入4.8mol的NMP溶剂、1.0mol硫氢化钠、1.03mol氢氧化钠和0.3mol去离子无氧水，然后将反应体系的温度从室温加热到66°C，并在该温度条件下保温26min，然后加入l.0Olmol氯化锂，继续升高反应体系的温度到168°C，并在该温度和条件下，使反应体系保温23min,直到反应体系中有细小的白色晶体析出时，同时将反应体系中的水份蒸发除去，并停止加热，趁热过滤除去生成的氯化钠，滤液返回反应体系，再用氮气置换出其中的空气之后，加入5.0mol升华硫，升高反应体系的温度到lirC，并在该温度和搅拌强度为299rpm的条件下保温5.0h，直到反应体系中无升华硫粉末时，停止对反应体系加热，同时将反应体系的温度缓慢的降到室温，同时在反应体系中析出浅黄白色固体粉末，过滤出浅黄白色固体，用210ml无水酒精洗涤过滤5次，最后得到的浅黄白色固体粉末置入100°C真空度为0.09IMpa的真空烘箱中干燥3.6h,这样就制得锂硫电池所需的多硫化锂固体，得到可以用作锂硫电池所需的多硫化锂原材料，而滤液在166°C进行减压蒸馏，蒸馏出来的无色NMP和水的混合物经过检验，重新再利用于多硫化锂合成，同时对NMP和水的损失给予补充，以保证合成体系的摩尔配比。
[0043]实施例5
[0044]在合成多硫化锂的反应釜中，通过惰性气体的置换之后，在不断通入氮气的流量为430ml/min的条件下，加入4.9mol的NMP溶剂、1.0mol硫氢化钠、1.03mol氢氧化钠和0.3mol去离子无氧水，然后将反应体系的温度从室温加热到67°C，并在该温度条件下保温28min，然后加入l.0Olmol氯化锂，继续升高反应体系的温度到174°C，并在该温度和条件下，使反应体系保温29min,直到反应体系中有细小的白色晶体析出时，同时将反应体系中的水份蒸发除去，并停止加热，趁热过滤除去生成的氯化钠，滤液返回反应体系，再用氮气置换出其中的空气之后，加入6.0mol升华硫，升高反应体系的温度到108°C，并在该温度和搅拌强度为310rpm的条件下保温5.3h，直到反应体系中无升华硫粉末时，停止对反应体系加热，同时将反应体系的温度缓慢的降到室温，同时在反应体系中析出浅黄白色固体粉末，过滤出浅黄白色固体，用208ml无水酒精洗涤过滤6次，最后得到的浅黄白色固体粉末置入101 °C真空度为0.090Mpa的真空烘箱中干燥3.9h,这样就制得锂硫电池所需的多硫化锂固体，得到可以用作锂硫电池所需的多硫化锂原材料，而滤液在173°C进行减压蒸馏，蒸馏出来的无色NMP和水的混合物经过检验，重新再利用于多硫化锂合成，同时对NMP和水的损失给予补充，以保证合成体系的摩尔配比。
[0045]实施例6
[0046]在合成多硫化锂的反应釜中，通过惰性气体的置换之后，在不断通入氮气的流量为468ml/min的条件下，加入5.1mol的NMP溶剂、1.0mol硫氢化钠、1.03mol氢氧化钠和
0.3mol去离子无氧水，然后将反应体系的温度从室温加热到66°C，并在该温度条件下保温30min，然后加入l.0Olmol氯化锂，继续升高反应体系的温度到171°C，并在该温度和条件下，使反应体系保温31min，直到反应体系中有细小的白色晶体析出时，同时将反应体系中的水份蒸发除去，并停止加热，趁热过滤除去生成的氯化钠，滤液返回反应体系，再用氮气置换出其中的空气之后，加入5.0mol升华硫，升高反应体系的温度到114°C，并在该温度和搅拌强度为321rpm的条件下保温5.6h，直到反应体系中无升华硫粉末时，停止对反应体系加热，同时将反应体系的温度缓慢的降到室温，同时在反应体系中析出浅黄白色固体粉末，过滤出浅黄白色固体，用214ml无水酒精洗涤过滤5次，最后得到的浅黄白色固体粉末置入IirC真空度为0.09IMpa的真空烘箱中干燥3.3h,这样就制得锂硫电池所需的多硫化锂固体，得到可以用作锂硫电池所需的多硫化锂原材料，而滤液在176°C进行减压蒸馏，蒸馏出来的无色NMP和水的混合物经过检验，重新再利用于多硫化锂合成，同时对NMP和水的损失给予补充，以保证合成体系的摩尔配比。
[0047]对比实施例2
[0048]在合成多硫化锂的反应釜中，通过惰性气体的置换之后，在不通入氮气的条件下，加入5.4mol的NMP溶剂、1.0mol硫化钠、和0.3mol去离子，然后将反应体系的温度从室温加热到68°C,并在该温度条件下保温18min,然后加入1.0Olmol氯化锂,继续升高反应体系的温度到180°C,并在该温度和条件下,使反应体系保温18min,直到反应体系中有细小的白色晶体析出时，同时将反应体系中的水份蒸发除去，反应体系中的溶剂颜色会随着温度的升高和加热时间的延长变色，并停止加热，趁热过滤除去生成的氯化钠，滤液返回反应体系，再用氮气置换出其中的空气之后，加入6.0mol升华硫，升高反应体系的温度到118°C，并在该温度和搅拌强度为330rpm的条件下保温4h，直到反应体系中无升华硫粉末时，停止对反应体系加热，同时将反应体系的温度缓慢的降到室温，同时在反应体系中析出深黄色固体粉末，过滤出黄色，用180?218ml无水酒精洗涤过滤3?6次，最后得到的深黄色固体粉末置入120°C真空度为0.088Mpa的真空烘箱中干燥4h。
[0049]从以上实施例的实验过程中显示出来，本发明在通入氮气保护的条件下，会得到颜色浅甚至是白色的多硫化锂固体粉末，而在采用硫化钠或在不通入氮气的条件下会得到黄色或神黄色的固体粉末，经过检测黄色或深黄色固体的纯度明显不如有氮气保护的高，同时杂质种类也复杂。
【权利要求】
1.一种锂硫电池所需多硫化锂的制造工艺，其特征在于，反应釜中，通过惰性气体的置换之后，加入溶剂和原材料，合成原材料配方的摩尔比为N-甲基吡咯烷酮:硫氢化钠:氢氧化钠:无氧去离子水:氯化锂:升华硫=4.4?5.4:1.0: 1.03:0.3:1.001:4.0?6.0 ;温度从室温加热到一定温度，保温一段时间，加入N-甲基吡咯烷酮，硫氢化钠，氢氧化钠，无氧去离子水和氯化锂进行反应；将反应体系中的水份除去，然后趁热过滤除去生成的氯化钠，滤液返回反应体系，在置换出反应体系中的空气之后，加入升华硫，升温度并保温一段时间，然后反应体系的温度降到室温，体系中析出浅黄白色固体粉末，过滤出浅黄白色固体，经用无水酒精洗涤过滤，最后置入真空烘箱中干燥后得到可以用作锂硫电池所需的多硫化锂原料。
2.根据权利要求1所述之锂硫电池所需多硫化锂的制造工艺，其特征在于，包含如下具体工艺步骤: 1)用氮气将IL的316L不锈钢反应釜中的空气置换3?6次，在不断通入氮气的保护下,加入4.4?5.4molNMP, 1.0mol硫氢化钠和1.03mol氢氧化钠，在120?180rpm搅拌条件下，缓慢的将反应系的温度升高到66?68°C，同时加入0.3mol去离子无氧水，然后加入1.0Olmol氯化锂，继续升高反应体系的温度到160?180°C，并在该温度条件下，使反应体系保温18?33min，直到反应体系中有细小的白色晶体析出时，同时将反应体系中的水份蒸发除去，并停止加热；其中氮气的流量为360?480ml/min ； 2)将I)得到的无水反应体系在氮气的保护下，趁热过滤，将反应体系中的白色晶体过滤出来，滤液重新加入反应体系，加入配方中的升华硫和去离子无氧水，用氮气置换3?6次后，密闭反应体系，待温度上升到88?118°C，并在该温度条件下保温4?6h，直到反应体系中无升华硫粉末时，停止对反应体系加热，同时将反应体系的温度缓慢的降到室温，此时，反应体系中析出浅黄白色的固体粉末；其中反应釜的搅拌强度为280?330rpm ； 3)将2)析出的浅黄白色固体粉末从反应体系中过滤出来，在氮气的保护下，用180?218ml无水酒精对浅黄白色固体粉末洗涤过滤3?6次，最后过滤出来的浅黄白色固体置入90?120°C的真空烘箱中干燥3?4h，这样就制得锂硫电池所需的多硫化锂固体；其中真空烘箱的真空度为0.088?0.093Mpa ； 4)将3)得到的滤液在160?180°C进行减压蒸馏，蒸馏出来的无色NMP和水的混合物经过检验，重新再利用于多硫化锂合成，同时对NMP和水的损失给予补充，以保证合成体系的摩尔配比。
【文档编号】C01B17/22GK103985866SQ201410208761
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月16日 优先权日:2014年5月16日
【发明者】宋大余, 徐晨, 李波 申请人:四川川为电子有限公司