[发明专利]一种聚吡咯锂硫电池材料

说明书

本发明公开了一种聚吡咯锂硫电池材料，包括正极、负极，其特征在于，所述的正极包括集流体和重量比为1：20‑30的活性材料a、活性材料b，本发明将聚吡咯、乙炔炭黑组成的复合活性物质a与单质硫、多孔碳组成的复合活性物质b共混干燥成型，能够增强复合活性物质a与碳硫复合材料之间结合紧密，更好的抑制硫及放电产物溶于电解液，阻止“穿梭效应”，提高硫的利用率，从而提高了成品材料的循环稳定性和容量保持率。

技术领域

本发明属于领域，具体涉及一种聚吡咯锂硫电池材料。

背景技术

近年来，随着石油产量的下降和全球环境污染的加剧，世界各国普遍认识到清洁无污染的电动交通工具取代燃油车是一个国家持续发展的必然选择。而高比容量的动力电池技术已成为是纯电动汽车发展的关键。同时通讯技术、空间技术、国防工业的迅猛发展，也极大促进了对小体积，大容量的可充电电池的需求。目前以钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂等作为正极材料的锂离子电池由于受到理论比容量限制，进一步提高其容量及能量密度是不现实的；

因此开发高容量密度，廉价的锂离子电池正极材料就显得尤为关键和迫切，然后目前锂-硫电池仍存在一些问题，比如单质硫和它的还原产物硫化锂导电性差导致活性物质利用率低，电池容量保持率低等。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种聚吡咯锂硫电池材料。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种聚吡咯锂硫电池材料，包括正极、负极，所述的正极包括集流体和重量比为1：20-30的活性材料a、活性材料b，其中所述的活性材料a是由下述重量份的原料组成的：

吡咯36-40、过氧化二苯甲酰0.8-1、乙炔炭黑43-50、三乙醇胺2-3、硬脂酸1-4、催化剂0.01-0.012。

所述的催化剂为对甲基苯磺酸。

所述的活化材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)取过氧化二苯甲酰，加入到其重量10-17倍的无水乙醇中，搅拌均匀，得引发剂溶液；

(2)取三乙醇胺、吡咯混合，加入到混合料重量3-4倍的无水乙醇中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为60-70℃，加入上述引发剂溶液，保温搅拌3-4小时，出料，蒸馏除去乙醇，得醇胺掺杂聚吡咯；

(3)将硬脂酸加热熔化，与乙炔炭黑混合，加入到混合料重量10-15倍的去离子水中，在55-60℃下超声1-2小时，得酸化填料；

(4)取上述醇胺掺杂聚吡咯，与酸化填料共混，搅拌均匀，加入催化剂，升高温度为90-95℃，保温搅拌1-2小时，出料，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，压制成型，得活性材料a；

所述的活性材料b是由重量比为10-13:1-1.2的单质硫、多孔碳混合组成。

所述正极的制备方法为：

(1)将活性材料b与集流体混合，在保护气氛下，于600-900℃下热处理3-4小时，出料冷却，得胚料；

(2)取活性材料a，与胚料混合，在60-80℃下干燥1-2小时，即得所述正极。

所述的负极包括集流体和重量比为4-5:1-2的锂合金、单壁碳纳米管。

所述锂合金选自六氟磷酸锂、六氟砷酸锂、高氯酸锂中的一种。

本发明的优点：

本发明的活性材料以吡咯为单体，通过三乙醇胺掺杂，在引发剂作用下聚合，得到醇胺掺杂聚吡咯，然后采用硬脂酸活化处理乙炔炭黑，之后通过三乙醇胺与硬脂酸的反应，实现了聚吡咯与乙炔炭黑的充分分散相容，从而提高了成品材料的导电稳定性；