一种复合正极材料及其制备方法以及全固态锂硫电池与流程

文档序号:12480108阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种复合正极材料,其特征在于,所述复合正极材料由以下组分(按重量份计)制备而成,碳硫复合材料10~90份、Li10GeP2S12电解质10~80份以及导电碳材料1~80份,所述碳硫复合材料包括碳材料和硫,所述硫在碳材料表面上。

2.根据权利要求1所述的一种复合正极材料,其特征在于,所述碳材料选自碳纳米管、功能化碳纳米管、还原氧化石墨烯、石墨烯、活性碳和多孔碳一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种复合正极材料,其特征在于,所述导电碳材料选自石墨化碳纳米管、super-P、活性炭、乙炔黑一种或多种。

4.根据权利要求3所述的一种复合正极材料,其特征在于,所述碳硫复合材料中硫含量为10%~80%。

5.根据权利要求4所述的一种复合正极材料,其特征在于,所述硫为单质硫,所述单质硫粒径为1~150nm。

6.一种复合正极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)将碳材料分散至的去离子水和无水乙醇的混合溶液中,形成碳材料溶液,超声30min或搅拌,使碳材料完全均匀分散在混合溶液中;

(2)将升华硫加入无水乙二胺中形成硫胺溶液;

(3)大力搅拌碳材料溶液,并将硫胺溶液逐滴滴在碳材料溶液中,沉积反应时间为0~60min,单质硫纳米颗粒沉积在碳材料表面上;

(4)用去离子水过滤,洗涤几次后,在真空干燥箱中60℃干燥12h,得到的碳硫复合材料;

(5)碳硫复合材料、Li10GeP2S12硫化物电解质以及导电碳材料在惰性气氛下球磨混合,球磨时间20h,得到复合正极材料。

7.一种全固态锂硫电池,其特征在于,所述全固态锂硫电池包括复合正极、金属锂负极以及装配在复合正极和金属锂负极之间的电解质层,所述复合正极包括复合正极材料。

8.根据权利要求7所述的一种全固态锂硫电池,其特征在于,所述电解质层包括Li10GeP2S12硫化物电解质以及叠压在Li10GeP2S12硫化物电解质上的Li2S-P2S5系二元硫化物电解质。

9.根据权利要求8所述的一种全固态锂硫电池,其特征在于,所述Li2S-P2S5系二元硫化物电解质选自包括75%Li2S-24%P2S5-1%P2O5、xLi2S-(1-x)P2S5(x=0.5~0.875)、xLi2S-(1-x)P2S5-LiY(x=0.5~0.875,Y=F或Cl或Br或I)的一种或多种。

10.根据权利要求9所述的一种全固态锂硫电池,其特征在于,所述Li10GeP2S12硫化物电解质朝向复合正极,所述Li2S-P2S5系硫化物电解质朝向金属锂负极。

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