[发明专利]一种基于埃洛石的锂硫电池正极材料及其制备方法

摘要

本发明涉及一种以埃洛石为硫载体的锂硫电池正极材料及其制备方法，先通过酸刻蚀使埃洛石的管腔内径增大，然后采用液相化学沉积法与热处理两步法将硫填充到埃洛石的管腔中，形成埃洛石/硫复合材料，再用于制备得到基于埃洛石的锂硫电池正极片。由于埃洛石比表面积大，吸附能力强以及独特的微孔结构能够将锂硫电池充放电过程产生的多硫化物限制在埃洛石的管腔中，并抑制了硫在充放电过程的体积膨胀，显著提高了电池容量和循环稳定性。本发明制备工艺简单，且埃洛石纳米管是天然的环保材料，价廉易得，便于锂硫电池的工业化生产。

主权项

1.一种基于埃洛石的锂硫电池正极片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）埃洛石的酸处理：将纯度不低于80wt%的埃洛石粉末加入到0.5‑3mol/L的酸溶液中，反应体系固‑液质量百分比为0.5‑5%，在50‑90℃下搅拌4‑8h，然后过滤、洗涤、干燥，然后冷却到室温，得到酸刻蚀的埃洛石纳米管粉末；（2）载硫：通过液相化学沉积法与热处理两步法，将硫填充进上述酸刻蚀的埃洛石纳米管粉末，得到埃洛石/硫复合正极材料，其中硫含量为30‑80wt%；（3）电极材料的制备：将埃洛石/硫复合材料、导电剂和粘结剂在溶剂中搅拌均匀得到正极浆料，然后将正极浆料均匀涂覆在镍网上，干燥后压片，得到基于埃洛石的锂硫电池正极片；步骤（2）中所述的液相化学沉积法为：a、将酸蚀埃洛石分散在去离子水中，置于真空状态下2‑4h脱除埃洛石孔中的空气，然后将6‑10mol/L的HCl溶液加入到埃洛石的悬浮液中，静置15‑30min，让H+扩散进埃洛石的介孔和微孔中，然后超声分散10‑20min；b、将步骤a中悬浮液缓慢滴加到0.02‑0.06mol/L的Na2S2O3溶液中，其中含0.01mol/L‑0.03mol/L的PVP，磁力搅拌1‑3h，过滤洗涤，在60‑80℃真空烘箱中干燥12h，得到埃洛石/S均匀分散的复合物。