體電解質/鋰組裝成鋰硫電池的充放電曲線。
[0038]【圖2】為實施例1的60°C、0.1C條件下復合正極/聚合物固體電解質/鋰組裝成鋰硫電池的充放電曲線。
【具體實施方式】
[0039]以下實施例旨在進一步說明本發明,而不是對本發明權利要求保護范圍的限制。
[0040]實施例1
[0041]制備組分升華硫、Super P、Li4Ti50i2的復合正極材料,具體制備工藝如下:
[0042]制備復合材料:首先按照質量比為升華硫:Super P:Li4Ti50i2 = 7:1.5:1.5,分別添加0.7g的升華硫溶于30mL的甲苯中,0.15g的Super P和0.15g Li4Ti50i2混合于70mL的超純水中,將甲苯與超純水混合,400r/min攪拌12h,50°C下將溶劑揮發完,用大量超純水洗滌剩余物質,并在50°C條件下真空干燥24h,得到黑色粉末。將黑色粉末在密封管式爐中155°C條件下熱處理12h,并一直通氬氣進行保護,得到升華硫/Super P/Li4Ti50i2復合材料。所制備的升華硫/Super P/Li4Ti5012復合材料中硫的質量占總質量的65%。
[0043]制備正極極片:稱取升華硫/Super P/Li4Ti50i2復合材料0.21g、Super P 0.06g、聚丙烯酸(PAA)0.03g,置于研缽中研磨30分鐘,然后加入適量的N-甲基吡咯烷酮(匪P),濕磨5分鐘,調制成泥漿狀后涂覆在已用酒精清洗的鋁箔上,在50°C的烘箱中干燥,揮發溶劑12h,得到鋰硫電池的正極極片。
[0044]將所制備的鋰硫電池的正極極片利用正極極片/PEO基聚合物電解質/鋰片組裝成全固態鋰硫扣式電池,在80°C,0.1C下測試首圈放電比容量為1420mAh/g,循環10圈后放電比容量為1527mAh/g,效率為99.3 %。在60°C條件下進行0.1C倍率充放電測試。首圈放電比容量為1123mAh/g,循環10圈后,放電比容量為1079mAh/g,效率為99.5 %。具體循環測試數據如圖1、2所示。
[0045]實施例2
[0046]制備與實施例1中材料比例、厚度相同的鋰硫電池正極極片,組裝成全固態鋰硫扣式電池,在80°C條件下進行IC倍率充放電測試,首次放電比容量為727mAh/g,循環20圈后放電比容量為710mAh/g,效率為99.8%。80°(3條件下進行不同倍率充放電測試,首圈0.2C放電比容量為1328mAh/g,循環5圈后,0.5C下放電比容量為794.5mAh/g,循環10圈后,IC下放電比容量為708mAh/g,循環15圈后,2C下放電比容量為535mAh/g,當倍率逐步回到0.2C,循環20圈后放電比容量為835mAh/g,效率為98.3%。
[0047]實施例3
[0048]制備組分升華硫、碳納米管、LiFePO4的復合正極材料,具體制備工藝如下:制備復合材料:首先按照質量比為升華硫:碳納米管:LiFeP04 = 8:1:1,分別添加0.8g的升華硫溶于20mL的二硫化碳中,0.1g的Super P和0.1g LiFeP04混合于80mL的超純水中,將二硫化碳與超純水混合,500r/min的攪拌15h,30°C下將溶劑揮發完,用大量超純水洗滌剩余物質,并在50°C條件下真空干燥24h,得到黑色粉末。將黑色粉末在密封管式爐中155°C條件下熱處理20h,并一直通氬氣進行保護,得到升華硫/碳納米管/LiFePO4復合材料。所制備的升華硫/碳納米管/LiFePO4中硫的質量占總質量的73 %。
[0049]制備正極極片:稱取升華硫/碳納米管/LiFeP04復合材料0.21g、Super P 0.06g、聚丙烯酸(PAA)0.03g,置于研缽中研磨30分鐘,然后加入適量的N-甲基吡咯烷酮(匪P),濕磨5分鐘,調制成泥漿狀后涂覆在已用酒精清洗的鋁箔上,在50°C的烘箱中干燥,揮發溶劑12h,得到鋰硫電池的正極極片。
[0050]將所制備的鋰硫電池的正極極片利用正極極片/鋰硫電池醚類電解液/鋰片組裝成扣式電池,在室溫,0.2C下測試首圈放電比容量為1250mAh/g,循環100圈后放電比容量為759mAh/g,效率為99.4%。在室溫條件下進行0.1C倍率充放電測試。首圈放電比容量為1380mAh/g,循環100圈后,放電比容量為946mAh/g,效率為99.7 %。
[0051 ] 實施例4
[0052]制備與實施例3中材料比例、厚度相同的鋰硫電池正極極片,組裝成扣式電池,在室溫條件下進行IC倍率充放電測試,首次放電比容量為709mAh/g,循環50圈后放電比容量為685mAh/g,效率為99.3%。80°(3條件下進行不同倍率充放電測試,首圈0.2C放電比容量為1355mAh/g,循環5圈后,0.5C下放電比容量為790mAh/g,循環10圈后,IC下放電比容量為699mAh/g,循環15圈后,2C下放電比容量為598mAh/g,當倍率逐步回到0.2C,循環20圈后放電比容量為812mAh/g,效率為98.9 %。
[0053]實施例5
[0054]制備組分以硫代硫酸鈉作為硫源利用液相法制備的納米硫、石墨烯、LiMn2O4的復合正極材料,具體制備工藝如下:
[0055]制備復合材料:稱取3.45g的硫代硫酸鈉(Na2S2O3)和60mg的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶解在10mL的超純水中,將0.1g的石墨稀和0.15g LiMmCk于50mL的超純水中,將兩種溶液混合,600r/min攪拌1h,然后加入4.4mL10mol/L的濃鹽酸,在室溫下磁力攪拌2小時,過濾,用大量超純水洗滌剩余物質,并在50°C條件下真空干燥24h,得到黑色粉末。將黑色粉末在密封管式爐中155°C條件下熱處理20h,并一直通氬氣進行保護,得到納米硫/石墨烯/LiMn204原位復合材料。所制備的納米硫/石墨稀/LiMn204復合材料中硫的質量占總質量的71%。
[0056]制備正極極片:稱取納米硫/石墨稀/LiMmCk復合材料0.14g、Super P 0.04g、聚丙烯酸(PAA)0.02g,置于研缽中研磨30分鐘,然后加入適量的N-甲基吡咯烷酮(NMP),濕磨5分鐘,調制成泥漿狀后涂覆在已用酒精清洗的鋁箔上,在50°C的烘箱中干燥,揮發溶劑12h,得到鋰硫電池的正極極片。
[0057]將所制備的鋰硫電池的正極極片利用正極極片/鋰硫電池醚類電解液/鋰片組裝成扣式電池,在室溫,0.2C下測試首圈放電比容量為1350mAh/g,循環100圈后放電比容量為799mAh/g,效率為99.8 %。在室溫條件下進行0.1C倍率充放電測試。首圈放電比容量為1480mAh/g,循環100圈后,放電比容量為986mAh/g,效率為99.8 %。
[0058]實施例6
[0059]制備與實施例5中材料比例、厚度相同的鋰硫電池正極極片,組裝成扣式電池,在室溫條件下進行IC倍率充放電測試,首次放電比容量為789mAh/g,循環50圈后放電比容量為705mAh/g,效率為99.5%。80°(3條件下進行不同倍率充放電測試,首圈0.2C放電比容量為1384mAh/g,循環5圈后,0.5C下放電比容量為823mAh/g,循環10圈后,IC下放電比容量為719mAh/g,循環15圈后,2C下放電比容量為648mAh/g,當倍率逐步回到0.2C,循環20圈后放電比容量為848mAh/g,效率為99.6 %。
[0060]實施例7
[0061 ] 制備組分升華硫、碳納米纖維、LiNixCoyMnz02的復合正極材料,具體制備工藝如下:
[0062]制備復合材料:首先按照質量比為升華硫:碳納米纖維:LiNixCoyMnz02 = 6.5:2:1.5,分別添加0.65g的升華硫于40mL的苯中,0.2g的碳納米纖維和0.15g LiNixCoyMnz02于60mL的超純水中,將苯與超純水混合,500r/min的攪拌10h,60°C下將溶劑揮發完,用大量超純水洗滌剩余物質,并在50°C條件下真空干燥24h,得到黑色粉末。將黑色粉末在密封管式爐中165°C條件下熱處理20h,并一直通氬氣進行保護,得到升華硫/碳納米纖維/LiNixCoyMnz02復合材料。所制備的升華硫/碳納米纖維/LiNixCoyMn