技术问题:锂硫电池存在以下问题:由于作为正极活性材料的硫和作为放电期间的产物的硫化锂(Li2S)的绝缘性能以及作为充电/放电期间的中间产物的多硫化物的溶出性,因此容量低于理论值并且循环寿命短。
作为锂硫电池用正极活性材料的硫/碳复合物对正极的反应性和循环稳定性有很大的影响。硫/碳复合物的常规制备方法包含硫和碳粉的干混,然后通过加热进行硫的液相浸渗。在这种情况下,硫和碳粉各自的粒度为约几十至几百微米,并且通过简单的混合和加热,硫/碳不均匀地分布,并且比表面积和孔体积低,因此关于这些性能尚有改善的空间。
技术手段:本发明提供一种硫碳复合物,其包含:多孔碳材料;和涂布在所述多孔碳材料的内部和表面的至少一部分上的硫,其中所述硫碳复合物的孔体积为0.04cm3/g至0.400cm3/g并且所述硫碳复合物的比表面积为4.0m2/g至30m2/g。
此外,本发明提供一种硫碳复合物的制备方法,其包含以下步骤:(a)将多孔碳材料与具有1nm至1μm的粒径的硫混合;(b)将所述混合的硫和多孔碳材料干燥;和(c)向所述经干燥的硫和多孔碳材料的混合物施加微波。
实施例1:向125mL的容器中放入200g具有5mm的直径的ZrO2球、7.8g的硫和30g的乙醇并且以200rpm球磨3天以将硫压碎成纳米尺寸的硫粒子。之后,将3g的碳纳米管添加到含有上述粉碎的硫粒子、ZrO2球和乙醇的容器中,并且以200rpm球磨3小时以混合硫和碳。将上述硫和碳的混合物过滤以除去乙醇和ZrO2球,然后在80℃的烘箱中干燥24小时。之后,向经干燥的硫和碳的混合物施加1000W的微波(BP-110,微波研究与应用公司(Microwave Researchand Applications))3次,每次分别持续3秒,以制备硫碳复合物。
技术效果:通过使用微波使硫以液相浸渗并且由此使硫以薄的厚度均匀地涂布在碳的表面上,存在以下效果:可以显示出改善的初始放电容量和高倍率容量,同时维持复合物的比表面积并且抑制多硫化锂的溶出。
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