[发明专利]一种碳硅包覆的硫锂正极材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种碳硅包覆的硫锂正极材料的制备方法，所述方法使用磷酸锆钛作为载体，其层状效应能够有效抑制电池的自放电过程，而硫颗粒负载于所述磷酸锆钛内，由于磷酸锆钛独特的层状结构紧紧包裹住了硫颗粒，能够有效抑制其放电中间产物多硫化物的溶解，提高了锂硫电池的循环性能；本发明碳硅包覆材料具有的多孔特性有利于电解液的吸收储存，并给硅材料充放电过程中体积膨胀提供空间，多孔硅尺寸纳米级，亦起到缓解硅颗粒体积效应作用，因此具有可逆容量高，循环性能好，倍率性能优异的优点。

主权项

一种碳硅包覆的硫锂正极材料的制备方法，该方法包括如下步骤：（1）制备得到含磷酸锆钛硫锂正极材料按摩尔比0.4：1.8：4称量钛盐、锆盐及含磷化合物，将钛盐、锆盐溶于10‑20倍去蒸馏水中，加入含磷化合物，调节pH4‑6反应2‑3h后，静置8‑12h，然后过滤、洗涤、干燥，得到磷酸锆钛；按质量比10：（1‑2）将硫磺和上述磷酸锆钛加入溶剂研磨10‑15h后干燥，再次研磨50‑150min，然后在惰性气体下于125‑145℃下煅烧8‑10h后再在300‑350℃煅烧10‑15h，得到含磷酸锆钛硫锂正极材料；（2）制备碳硅包覆材料将微米硅、石蜡、淀粉、乙二醇按质量比（15‑35）：（30‑10）：（15‑25）：100比例混合后球磨为球磨混合物，对球磨混合物进行干燥造粒得到微米硅、石蜡、淀粉均匀分布的前驱体；将所得前驱体加热处理，使石蜡熔出，得到多孔结构的硅与碳源均匀分布的前驱体材料，所述前驱体加热处理控制加热处理温度为100‑150℃，处理时间为10‑15h；将所得前驱体材料，在惰性气氛保护下高温烧结，得到碳硅包覆材料；所述高温烧结是控制烧结温度为900‑1000℃，控制烧结时温度的升温速率为5‑15℃/min；烧结时间为10‑20h；（3）复合包覆将所述含磷酸锆钛硫锂正极材料与所述碳硅包覆材料按照质量比(85‑60)：1在混料机中混合均匀；在大气条件下，将所述混合好的材料进行烧制，升温至860℃‑950℃，保温10‑15h，冷却后得到产品。