System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种提升聚合物硫基正极材料电导率的方法及应用技术_技高网

一种提升聚合物硫基正极材料电导率的方法及应用技术

技术编号:41940731 阅读:20 留言:0更新日期:2024-07-10 16:32
本发明专利技术公开了一种提升硫基正极材料电导率的方法及应用,涉及化学电源技术领域。具体包括:将单质硫和单质碘混合均匀,加热到一定温度保温一段时间后冷却得到高电导率的硫源,随后将硫源和聚合物共热即可得到高电导率的聚合物硫基正极材料。通过该方法得到的聚合物硫基正极材料的结构中的碘,会借助硫元素接枝在结构中,提升材料的电导率,没有接枝在结构的碘元素会分布与结构的带隙之中,促进放电过程中硫元素的还原反应,提升活性物质利用率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及化学电源,具体为一种提升聚合物硫基正极材料电导率的方法及应用


技术介绍

1、锂硫电池(li-s)因其高理论比容量(1675mah/g)和能量密度(2600wh/kg)而在远程电动汽车、大型储能系统和无人机等领域展现出广阔的应用前景。聚合物硫基正极材料因其独特的锂化/脱锂机制导致其活性物质利用率以及其电化学性能要明显优于传统c/s正极材料。但是聚合物硫基正极材料是一种通过化学键合形成的有机物质,其电导率差且固相转化动力学缓慢,成为了限制其性能发挥的主要障碍。通常,研究人员常常通过添加导电碳的方式提升材料的电导率,但是往往碳材料对于电子电导率的提升明显,而对离子电导率的提升却效果不明显。离子电导率缓慢是导致固相反应动力学缓慢和倍率性能较差的主要原因。因此,有待开发一种提升硫基正极材料电导率的方法,克服现有聚合物硫基正极材料电导率差的问题。


技术实现思路

1、本专利技术目的在于提供一种提升聚合物硫基正极材料电导率的方法及应用,以解决上述
技术介绍
中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题,本专利技术提供如下技术方案:一种提升聚合物硫基正极材料电导率的方法。包括以下步骤:

3、s1,单质硫和单质碘混合均匀,热处理完成后冷却到室温,制备得到高电导率的硫源;

4、s2,将聚合物与s1中的硫源共同加热,自然冷却,得到高电导率的聚合物硫基正极材料。

5、作为优选,其特征在于:s1中所述单质硫和单质碘的比例为5~50:1。

6、作为优选,s1中所述单质硫和单质碘的混合方式为低速球磨、高速球磨和手工研磨。

7、作为优选,s1中所述热处理具体包括:升温速度1~10℃/min,热处理温度60~200℃,保温时间1~6h。

8、作为优选,所述步骤s2中的聚合物为聚丙烯腈、聚苯胺、聚四乙烯吡啶、聚丙烯酸、1,3-二异丙烯基苯、聚(3-己基噻吩-2,5-二基)、1,3-二乙炔基苯中的一种。

9、作为优选,所述s2中的加热温度为100~600℃;保温时间为2~40h;升温速度为1~10℃/min。

10、本专利技术还提供一种高电导率聚合物硫基正极材料,所述高电导率聚合物硫基正极材料,由权利要求1~6中任意一项所述的提升聚合物硫基正极材料电导率的方法制备得到。

11、作为优选,高电导率聚合物硫基正极材料,应用于锂金属电池、锂离子电池、钠离子电池、钠金属电池、钾离子电池、钾金属电池中。

12、本专利技术有益效果:本专利技术碘在硫的带隙内提供新的配位环境将硫源的电导率提升至5.9×10-7scm-1,相比于普通硫源电导率提升了11个数量级,而且制备出的聚合物硫基正极材料的电导率也提升了5个数量级,有效的改善了正极的反应动力学;

13、本专利技术碘的加入有效的促进硫元素的还原反应,从而更加迅速的生成lis2,有效的促进了活性物质的利用率以提升电池的放电比容量;

14、本专利技术制备方便,易于大规模制备,而且对锂硫电池的实用化由重要的推动作用。

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【技术保护点】

1.一种提升聚合物硫基正极材料电导率的方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的提升聚合物硫基正极材料电导率的方法,其特征在于:S1中所述单质硫和单质碘的比例为5~50:1。

3.根据权利要求1所述的提升聚合物硫基正极材料电导率的方法,其特征在于:S1所述中单质硫和单质碘的混合方式为低速球磨、高速球磨和手工研磨。

4.根据权利要求1所述的提升聚合物硫基正极材料电导率的方法,其特征在于:S1中所述热处理具体包括:升温速度1~10℃/min,热处理温度60~200℃,保温时间1~6h。

5.根据权利要求1所述的提升聚合物硫基正极材料电导率的方法,其特征在于:所述步骤S2中的聚合物为聚丙烯腈、聚苯胺、聚四乙烯吡啶、聚丙烯酸、1,3-二异丙烯基苯、聚(3-己基噻吩-2,5-二基)、1,3-二乙炔基苯中的一种。

6.根据权利要求1所述的提升聚合物硫基正极材料电导率的方法,其特征在于:所述S2中的加热温度为100~600℃;保温时间为2~40h;升温速度为1~10℃/min。

7.一种高电导率聚合物硫基正极材料,其特征在于,所述高电导率聚合物硫基正极材料,由权利要求1~6中任意一项所述的提升聚合物硫基正极材料电导率的方法制备得到。

8.根据权利要求7所述的高电导率聚合物硫基正极材料,其特征在于:应用于锂金属电池、锂离子电池、钠离子电池、钠金属电池、钾离子电池、钾金属电池中。

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【技术特征摘要】

1.一种提升聚合物硫基正极材料电导率的方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的提升聚合物硫基正极材料电导率的方法,其特征在于:s1中所述单质硫和单质碘的比例为5~50:1。

3.根据权利要求1所述的提升聚合物硫基正极材料电导率的方法,其特征在于:s1所述中单质硫和单质碘的混合方式为低速球磨、高速球磨和手工研磨。

4.根据权利要求1所述的提升聚合物硫基正极材料电导率的方法,其特征在于:s1中所述热处理具体包括:升温速度1~10℃/min,热处理温度60~200℃,保温时间1~6h。

5.根据权利要求1所述的提升聚合物硫基正极材料电导率的方法,其特征在于:所述步骤s2中的...

【专利技术属性】
技术研发人员:王安邦周海燕徐澳
申请(专利权)人:安徽通能新能源科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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