CN105655593A - 一种锂硫电池正极用导电粘结剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种锂硫电池正极用导电粘结剂及其制备方法,属于锂硫电池材料技术领域。解决现有的导电粘结剂都由导电组分和非导电组分共同构成,且粘结剂用量大的问题。该粘结剂由掺杂型导电高分子材料和良溶剂组成,所述的掺杂型导电高分子材料的质量分数≥0.25%。本发明还提供一种锂硫电池正极用导电粘结剂的制备方法,该方法将掺杂型导电高分子材料溶解于良溶剂中至完全分散,得到锂硫电池正极用导电粘结剂。本发明的粘结剂不添加其它不导电的组分,提高电池循环寿命;成膜时,由于导电高分子密度较小,因此粘结剂用量极少,提高了硫在正极材料中的比重,从而提高电池比容量。
Description
技术领域
本发明属于锂硫电池材料技术领域,具体涉及一种锂硫电池正极用导电粘结剂及其制备方法。
背景技术
当今世界,新能源技术飞速发展。随着智能通讯和电动汽车领域的潜在市场需求,更高能量密度的二次电池体系已经成为目前研究热点。锂硫电池是以硫元素作为电池正极,金属锂作为负极的一种锂电池。理论上,锂与单质硫反应完全是二电子反应,硫电极的理论比容量为1675mAhg-1,金属锂负极的理论容量为3860mAhg-1。两者构建的锂硫二次电池体系的理论能量密度达2600Whkg-1,具有十分广阔的应用前景。研究中发现,元素S的电子导电性极差,在作为正极材料使用时,活性物质S的利用率不高,可逆性差,使容量持续下降。另外,硫(S8)在还原过程中产生的中间产物多硫化物Li2Sx(2﹤x≤8),如Li2S4可以溶于电解液,导致充放电过程中多硫化物在电池正负极间来回穿梭(穿梭效应),致使硫在充电过程中不能完全回到正极,从而使电池容量造成不可避免的下降。
锂硫电池正极材料一般包括三部分:含硫的复合物、导电碳黑及粘结剂。含硫的复合物主要由导电框架及硫单质组成,是正极材料核心部分。导电碳黑加入的目的在于弥补正极活性物质导电能力不足。由于碳黑及大部分的含硫的复合物都是固体粉末,因此需要加入粘结剂方可成膜应用。目前,已报道的导电粘结剂都是由导电组分(如导电高分子/导电炭黑等)和非导电组分(如聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯和丙烯腈多元共聚物等)共同构成,在成膜时,其用量较大,一般在总质量的10%wt左右,另外,这些粘结剂都是电子绝缘体,会在一定程度上降低正极材料的电子传输能力,进而影响电池的容量及倍率性能。因此,改善锂硫电池所用粘结剂的导电性、降低粘结剂用量、提高粘结剂的成膜能力是当下锂硫电池所用粘结剂的研究方向。而目前,只含有导电高分子单一组分的的导电粘结剂尚未有报道。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的导电粘结剂都由导电组分和非导电组分共同构成,且粘结剂用量大的问题,而提供一种锂硫电池正极用导电粘结剂及其制备方法。
本发明首先提供一种锂硫电池正极用导电粘结剂,该粘结剂由掺杂型导电高分子材料和良溶剂组成,所述的掺杂型导电高分子材料的质量分数≥0.25%。
优选的是,所述的掺杂型导电高分子材料的质量分数为0.25-15%。
优选的是,所述的掺杂型高分子材料包括掺杂型聚苯胺、掺杂型聚吡咯、掺杂型聚噻吩、掺杂型聚呋喃、掺杂型聚硒吩、化学改性的聚(对-苯撑)、掺杂型聚吡啶撑、化学改性的聚(吲哚)、化学改性的聚(噻吩-吡咯)、掺杂型聚(N-取代吡咯)、掺杂型聚(N-取代苯胺)或掺杂型聚二苯胺。
优选的是,所述的良溶剂包括水、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、环丁砜、甲苯、十氢萘、乙二醇、二乙二醇单丁醚、丙二醇甲醚、丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酰乙酸乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、二壬酯、三氯甲烷、甲醇、乙醇、二氯甲烷或四氢呋喃。
本发明还提供一种锂硫电池正极用导电粘结剂的制备方法,该方法包括:
将掺杂型导电高分子材料溶解于良溶剂中至完全分散,得到锂硫电池正极用导电粘结剂。
本发明的有益效果
本发明首先提供一种锂硫电池正极用导电粘结剂,该粘结剂由掺杂型导电高分子材料和良溶剂组成,所述的掺杂型导电高分子材料的质量分数≥0.25%。与现有技术相对比,本发明的粘结剂不添加其它不导电的组分,掺杂型导电高分子材料主链带正电荷,能一定程度上将多硫化物留在正极内,减小电池的穿梭效应,提高电池循环寿命;同时,掺杂型导电高分子作为导电粘结剂,加入后对正极材料整体导电性影响较小,与用传统粘结剂制成的正极相比,一定程度上降低了电池内阻,降低电池内部能量消耗。成膜时,由于导电高分子密度较小,因此粘结剂用量极少,一般粘结剂质量占整个正极材料质量的2%左右就可以达到对正极各组分的粘结效果,提高了硫在正极材料中的比重,从而提高电池比容量。本发明的粘结剂适用范围广,可适用于各种类型的正极材料。
本发明还提供一种一种锂硫电池正极用导电粘结剂的制备方法,该方法将掺杂型导电高分子材料溶解于良溶剂中至完全分散,得到锂硫电池正极用导电粘结剂。本发明的制备方法简单、原料易得,得到的导电粘结剂用量极少就可以达到对正极各组分的粘结效果,提高电池比容量。
附图说明
图1为本发明实施例1组装锂硫电池在充放电倍率为0.5C的循环稳定性图;
图2为本发明实施例1组装锂硫电池在充放电倍率为0.2C的循环稳定性图;
图3为本发明实施例1的导电粘结剂和不同粘结剂组装锂硫电池的电池阻抗值曲线图;
图4为本发明实施例1组装锂硫电池在充放电倍率为0.5C的循环稳定性图;
图5为本发明实施例1组装锂硫电池在充放电倍率为0.2C的循环稳定性图;
图6为本发明实施例1的导电粘结剂和不同粘结剂组装锂硫电池的电池阻抗值曲线图;
图7为本发明实施例2组装锂硫电池在充放电倍率为0.5C的循环稳定性图;
图8为本发明实施例2组装锂硫电池在充放电倍率为0.2C的循环稳定性图;
图9为本发明实施例2的导电粘结剂和不同粘结剂组装锂硫电池的电池阻抗值曲线图;
图10为本发明实施例2组装锂硫电池在充放电倍率为0.5C的循环稳定性图;
图11为本发明实施例2组装锂硫电池在充放电倍率为0.2C的循环稳定性图;
图12为本发明实施例2的导电粘结剂和不同粘结剂组装锂硫电池的电池阻抗值曲线图;
图13为本发明实施例3组装锂硫电池在充放电倍率为0.5C的循环稳定性图;
图14为本发明实施例3组装锂硫电池在充放电倍率为0.2C的循环稳定性图;
图15为本发明实施例3的导电粘结剂和不同粘结剂组装锂硫电池的电池阻抗值曲线图;
图16为本发明实施例3组装锂硫电池在充放电倍率为0.5C的循环稳定性图;
图17为本发明实施例3组装锂硫电池在充放电倍率为0.2C的循环稳定性图;
图18为本发明实施例3的导电粘结剂和不同粘结剂组装锂硫电池的电池阻抗值曲线图。
具体实施方式
本发明首先提供一种锂硫电池正极用导电粘结剂,该粘结剂由掺杂型导电高分子材料和良溶剂组成,所述的掺杂型导电高分子材料的质量分数≥0.25%,优选为0.25-15%,当掺杂型导电高分子材料的质量分数为0.25%时,掺杂型导电高分子材料溶于其相应的溶剂中就可以制成导电粘结剂,良溶剂对掺杂型导电高分子材料你的溶解度越高越好。
按照本发明,所述的掺杂型高分子材料没有特殊限制,优选包括掺杂型聚苯胺、掺杂型聚吡咯、掺杂型聚噻吩、掺杂型聚呋喃、掺杂型聚硒吩、化学改性的聚(对-苯撑)、掺杂型聚吡啶撑、化学改性的聚(吲哚)、化学改性的聚(噻吩-吡咯)、掺杂型聚(N-取代吡咯)、掺杂型聚(N-取代苯胺)或掺杂型聚二苯胺;更优选为掺杂型聚苯胺、掺杂型聚吡咯或掺杂型聚噻吩。
按照本发明,所述的良溶剂根据掺杂型高分子材料种类选择,没有特殊限制,所述的良溶剂优选包括水、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、环丁砜、甲苯、十氢萘、乙二醇、二乙二醇单丁醚、丙二醇甲醚、丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酰乙酸乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、二壬酯、三氯甲烷、甲醇、乙醇、二氯甲烷或四氢呋喃等。
按照本发明,所述的导电粘结剂有以下独特的微观结构:主链带有正电荷的掺杂型导电高分子链在其良溶剂中自由舒展,用于锂硫电池正极材料时,柔性的导电高分子链能将含硫的复合物和导电碳黑缠绕束缚在正极内,其相互勾连缠绕成一个整体的导电网络。成膜时,由于掺杂型导电高分子密度较小,因此粘结剂用量极少就可以达到对正极各组分的粘结效果。在电池工作过程中,掺杂型导电高分子作为导电粘结剂,加入后对正极材料整体导电性影响较小。另外,掺杂型导电高分子主链带正电荷,与传统聚四氟乙烯类粘结剂相比,带有正电荷的导电高分子链可吸附带有负电荷的多硫化物中间体,Sx2-离子,使硫限制在导电高分子导电网络中,可减缓了锂硫电池中“穿梭效应”,提高硫的利用率及电池整体容量。
本发明还提供一种锂硫电池正极用导电粘结剂的制备方法,该方法包括:
将掺杂型导电高分子材料溶解于良溶剂中至完全分散,得到锂硫电池正极用导电粘结剂。
按照本发明,所述的掺杂型高分子材料的来源没有特殊限制,可以为商购的产品,也可以为自制的产品。
按照本发明,所述的分散方法没有特殊限制,按照掺杂型高分子材料的种类不同而有所不同,优选包括研磨、搅拌、超声或粉碎,所述的分散时间根据掺杂型高分子材料的分散性能而选择,没有特殊限制。
将上述得到的导电粘结剂制成正极材料,然后组装成电池,测试其电池性能,所述的将导电粘结剂制成正极材料的方法没有特殊限制,为本领域公知的方法即可,优选包括:
(1)将活性材料(S/PANI或S/C)与导电碳黑球磨混合均匀,活性材料和导电碳黑的质量比优选为4:1;
(2)制备固含量为0.25wt%的本发明的导电粘结剂作为实验组;制备固含量为2.5%的聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)及丙烯腈多元共聚物(LA132)粘结剂溶液作为对比组,聚四氟乙烯(PTFE)和丙烯腈多元共聚物(LA132)的溶剂为去离子水,聚偏氟乙烯(PVDF)的溶剂为氮甲基吡咯烷酮。
(3)将活性材料、导电碳黑和粘结剂以一定比例混合均匀,并研磨1min。最后在涂炭铝箔上涂制成膜。实验组中,活性材料:导电碳黑:导电粘结剂=40:10:1(质量比)。由于传统粘结剂成膜性差,按实验组中比例制备难以成膜,因此对比组中,活性材料:导电碳黑:导电粘结剂=40:10:10(质量比)。
所述的活性材料包括导电高分子/硫复合材料及碳/硫复合材料,为了证明本发明的导电粘结剂在锂硫电池正极制备中的普适性,正极活性材料选用了两种,一种是超薄硫包裹聚苯胺纳米线复合材料S/PANI(导电高分子/硫复合材料),其制备方法参照此文献(J.Mater.Chem.A,2015.3,7215-7218.);另一种是硫包裹导电碳黑复合材料S/C(碳/硫复合材料)。硫包裹导电碳黑复合材料制备方法如下:
(1)将导电碳黑1.6457g分散于300ml水/乙醇混合液(水/乙醇=10/1,v/v)中,超声15min后机械搅拌2h;
(2)将19.38g硫代硫酸钠和41.2ml浓盐酸分别溶于100ml水中,滴加到溶液(1)中,继续搅拌12h。
(3)用去离子水及乙醇洗至中性,过滤,烘干,得到硫包裹导电碳黑复合材料。
经过TGA测定,超薄硫包裹聚苯胺纳米线复合材料S/PANI中硫含量为61%,硫包裹导电碳黑复合材料S/C中硫含量为49%。
以上制备成的正极材料,按此文献(J.Mater.Chem.A,2015.3,7215-7218.)组装成CR2016纽扣电池,用蓝电测试系统测试电池的电化学性能。
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的说明。
实施例1
将掺杂型聚苯胺(掺杂型聚苯胺的合成步骤参照此文献(J.Mater.Chem.A,2015.3,7215-7218.)中硫酸掺杂型聚苯胺(PANI)的合成。)溶于间甲酚/三氯甲烷混合液,至完全分散后,得到导电粘结剂,所述的掺杂型聚苯胺的质量分数为0.25%。
将实施例1得到的导电聚苯胺粘结剂用于粘结活性材料为导电高分子/硫复合物的正极(正极活性材料为超薄硫包裹聚苯胺纳米线复合材料S/PANI),在0.5C和0.2C下,分别测试了用不同粘结剂(PANI、PVDF、LA132和PTFE)组装的电池的电化学性能,其结果如图1-2所示:
图1为本发明实施例1组装锂硫电池在充放电倍率为0.5C的循环稳定性图,从图1可以看出,用PANI做粘结剂的电池浆料比容量在350mAh/g左右,比性能较好的用LA132做粘结剂的电池高出50mAh/g左右。另外,可以看出,用PVDF做粘结剂的电池容量非常低。
图2为本发明实施例1组装锂硫电池在充放电倍率为0.2C的循环稳定性图,在0.2倍率下,用PANI、PVDF、LA132和PTFE做粘结剂,如图2所示,低倍率放电下,用聚苯胺做粘结剂的电池浆料比容量比用PVDF、LA132和PTFE做粘结剂的高。这充分说明聚苯胺做粘结剂可适用于不同倍率放电。
图3为本发明实施例1的导电粘结剂和不同粘结剂组装锂硫电池的电池阻抗值曲线图,从图3可以看出,用不同粘结剂组装的电池阻抗值相差较大,PANI<LA132<PTFE<PVDF。用PVDF做粘结剂的电池的阻抗是其它电池的2倍,这严重影响了电池充放电性能。另外,用PANI做粘结剂的电池阻抗最小,这是因为聚苯胺本身导电,且含量低,加入其中对电池整体导电性影响不大。
将实施例1得到的导电聚苯胺粘结剂用于活性材料为碳/硫复合物的正极(正极活性材料为硫包裹导电碳黑复合材料S/C),在0.5C和0.2C下,分别测试了用不同粘结剂(PANI、PVDF、LA132和PTFE)组装的电池的电化学性能,其结果如图4-5所示:
图4为本发明实施例1组装锂硫电池在充放电倍率为0.5C的循环稳定性图,图4说明,用PANI做粘结剂的电池浆料比容量比用其它粘结剂的电池高出50mAh/g左右。
图5为本发明实施例1组装锂硫电池在充放电倍率为0.2C的循环稳定性图,图5为结果表明,在0.2倍率下,用PANI、PVDF、LA132和PTFE做粘结剂,导电聚苯胺粘结剂同样适用于以碳/硫复合物作为正极活性材料的电池,且电池性能优于其它粘结剂(PVDF、LA132和PTFE)的电池。
图6为本发明实施例1的导电粘结剂和不同粘结剂组装锂硫电池的电池阻抗值曲线图,图6说明:用不同粘结剂组装的电池阻抗值相差较大,PANI<PTFE<PVDF<LA132。
实施例2
将掺杂型聚吡咯(掺杂型聚吡咯的合成步骤参照此文献(Cellulose,2015,22:,459–1467.)中最高导电率的盐酸掺杂型聚吡咯(PPY)的合成。)溶于间甲酚/三氯甲烷混合液,至完全分散后,得到导电粘结剂,所述的掺杂型聚吡咯的质量分数为0.25%。
将实施例2得到的导电聚吡咯粘结剂用于粘结活性材料为导电高分子/硫复合物的正极(正极活性材料为超薄硫包裹聚苯胺纳米线复合材料S/PANI),在0.5C和0.2C下,分别测试了用不同粘结剂(PPY、PVDF、LA132和PTFE)组装的电池的电化学性能,其结果如图7-8所示:
图7为本发明实施例2组装锂硫电池在充放电倍率为0.5C的循环稳定性图,从图7可以看出,用PPY做粘结剂的电池浆料比容量比用其它粘结剂的电池高出30mAh/g左右。
图8为本发明实施例2组装锂硫电池在充放电倍率为0.2C的循环稳定性图,在0.2倍率下,用PPY、PVDF、LA132和PTFE做粘结剂,结果表明,用聚吡咯作粘结剂同样可以改善电池电化学性能。图9为本发明实施例2的导电粘结剂和不同粘结剂组装锂硫电池的电池阻抗值曲线图,从图9可以看出,用不同粘结剂组装的电池阻抗值相差较大,PPY<LA132<PTFE<PVDF。
将实施例2得到的导电聚吡咯粘结剂用于活性材料为碳/硫复合物的正极(正极活性材料为硫包裹导电碳黑复合材料S/C),在0.5C及0.2C下,分别测试了用不同粘结剂(PPY、PVDF、LA132和PTFE)组装的电池的电化学性能,其结果如图10-11所示:
图10为本发明实施例2组装锂硫电池在充放电倍率为0.5C的循环稳定性图,图11为本发明实施例2组装锂硫电池在充放电倍率为0.2C的循环稳定性图,从图10和11可以看出,导电聚吡咯粘结剂同样适用于以碳/硫复合物作为正极活性材料的电池,且电池性能良好。
图12为本发明实施例2的导电粘结剂和不同粘结剂组装锂硫电池的电池阻抗值曲线图,从图12可以看出,用不同粘结剂组装的电池阻抗值相差较大,PPY<PTFE<LA132<PVDF。
实施例3
将掺杂态聚噻吩(合成步骤参照此文献(MaterialsScienceinSemiconductorProcessing,2014,18,6–14.))溶于乙腈/N-甲基吡咯烷酮混合液,至完全分散后,得到导电粘结剂,所述的掺杂态聚噻吩的质量分数为0.25%。
将实施例3得到的导电聚噻吩粘结剂用于粘结活性材料为导电高分子/硫复合物的正极(正极活性材料为超薄硫包裹聚苯胺纳米线复合材料S/PANI),在0.5C和0.2C下,分别测试了用不同粘结剂(PTh、PVDF、LA132和PTFE)组装的电池的电化学性能,其结果如图13-14所示:
图13为本发明实施例3组装锂硫电池在充放电倍率为0.5C的循环稳定性图,图14为本发明实施例3组装锂硫电池在充放电倍率为0.2C的循环稳定性图,图13和14结果表明,用导电聚噻吩作粘结剂同样可以改善电池电化学性能。
图15为本发明实施例3的导电粘结剂和不同粘结剂组装锂硫电池的电池阻抗值曲线图,从图15可以看出,用不同粘结剂组装的电池阻抗值相差较大,PTh<LA132<PTFE<PVDF。
将实施例3得到的导电聚噻吩粘结剂用于活性材料为碳/硫复合物的正极(正极活性材料为硫包裹导电碳黑复合材料S/C),在0.5C及0.2C下,分别测试了用不同粘结剂(PTh、PVDF、LA132和PTFE)组装的电池的电化学性能,其结果如图16-17所示:
图16为本发明实施例3组装锂硫电池在充放电倍率为0.5C的循环稳定性图,图17为本发明实施例3组装锂硫电池在充放电倍率为0.2C的循环稳定性图,图16和17结果表明,导电聚噻吩粘结剂同样适用于以碳/硫复合物作为正极活性材料的电池,且电池性能良好.
图18为本发明实施例3的导电粘结剂和不同粘结剂组装锂硫电池的电池阻抗值曲线图,从图18可以看出,用不同粘结剂组装的电池阻抗值相差较大,PTh<PTFE<LA132<PVDF。
实施例4
将烷基化改性聚对苯撑(烷基化改性聚对苯撑的合成步骤参照此文献(材料科学与工程学报,2006.24,1673-2812.)合成。)溶于二甲基甲酰胺/三氯甲烷混合液,至完全分散后,得到导电粘结剂,所述的聚对苯撑的质量分数为0.25%。
将实施例4得到的导电聚对苯撑粘结剂用于粘结活性材料为导电高分子/硫复合物的正极(正极活性材料为超薄硫包裹聚苯胺纳米线复合材料S/PANI),在0.5C和0.2C下,测试了用此粘结剂组装的电池的电化学性能。0.5C下,其首次放电的浆料比容量为520mAh/g,50次充放电后有80%的容量保留。0.2C下,其首次放电的浆料比容量为581mAh/g,50次充放电后有78%的容量保留。
将实施例4得到的导电聚对苯撑粘结剂用于粘结活性材料为碳/硫复合物的正极(正极活性材料为硫包裹导电碳黑复合材料S/C),,在0.5C和0.2C下,测试了用此粘结剂组装的电池的电化学性能。0.5C下,其首次放电的浆料比容量为578mAh/g,50次充放电后有75%的容量保留。0.2C下,其首次放电的浆料比容量为644mAh/g,50次充放电后有73%的容量保留。
实施例5
将聚5-硝基吲哚(聚5-硝基吲哚的合成步骤参照此文献(电源技术研究与设计,2011.35,28-30.)合成。)溶于N-甲基吡咯烷酮/乙醇混合液,至完全分散后,得到导电粘结剂,所述的聚5-硝基吲哚的质量分数为0.25%。
将实施例5得到的聚5-硝基吲哚粘结剂用于粘结活性材料为导电高分子/硫复合物的正极(正极活性材料为超薄硫包裹聚苯胺纳米线复合材料S/PANI),在0.5C和0.2C下,测试了用此粘结剂组装的电池的电化学性能。0.5C下,其首次放电的浆料比容量为550mAh/g,50次充放电后有83%的容量保留。0.2C下,其首次放电的浆料比容量为588mAh/g,50次充放电后有80%的容量保留。
将实施例5得到的聚5-硝基吲哚粘结剂用于粘结活性材料为碳/硫复合物的正极(正极活性材料为硫包裹导电碳黑复合材料S/C),,在0.5C和0.2C下,测试了用此粘结剂组装的电池的电化学性能。0.5C下,其首次放电的浆料比容量为618mAh/g,50次充放电后有84%的容量保留。0.2C下,其首次放电的浆料比容量为657mAh/g,50次充放电后有79%的容量保留。
实施例6
将聚(噻吩-alt-吡咯)(聚(噻吩-alt-吡咯)的合成步骤参照此文献(Tetrahedron,2015.71,5399-5406.)合成。)溶于四氢呋喃/乙腈混合液,至完全分散后,得到导电粘结剂,所述的聚(噻吩-alt-吡咯)的质量分数为0.25%。
将实施例6得到的聚(噻吩-alt-吡咯)粘结剂用于粘结活性材料为导电高分子/硫复合物的正极(正极活性材料为超薄硫包裹聚苯胺纳米线复合材料S/PANI),在0.5C和0.2C下,测试了用此粘结剂组装的电池的电化学性能。0.5C下,其首次放电的浆料比容量为532mAh/g,50次充放电后有88%的容量保留。0.2C下,其首次放电的浆料比容量为550mAh/g,50次充放电后有86%的容量保留。
将实施例6得到的聚(噻吩-alt-吡咯)粘结剂用于粘结活性材料为碳/硫复合物的正极(正极活性材料为硫包裹导电碳黑复合材料S/C),,在0.5C和0.2C下,测试了用此粘结剂组装的电池的电化学性能。0.5C下,其首次放电的浆料比容量为492mAh/g,50次充放电后有85%的容量保留。0.2C下,其首次放电的浆料比容量为519mAh/g,50次充放电后有83%的容量保留。
Claims (5)
1.一种锂硫电池正极用导电粘结剂,其特征在于,该粘结剂由掺杂型导电高分子材料和良溶剂组成,所述的掺杂型导电高分子材料的质量分数≥0.25%。
2.根据权利要求1所述的一种锂硫电池正极用导电粘结剂,其特征在于,所述的掺杂型导电高分子材料的质量分数为0.25-15%。
3.根据权利要求1所述的一种锂硫电池正极用导电粘结剂,其特征在于,所述的掺杂型高分子材料包括掺杂型聚苯胺、掺杂型聚吡咯、掺杂型聚噻吩、掺杂型聚呋喃、掺杂型聚硒吩、化学改性的聚(对-苯撑)、掺杂型聚吡啶撑、化学改性的聚(吲哚)、化学改性的聚(噻吩-吡咯)、掺杂型聚(N-取代吡咯)、掺杂型聚(N-取代苯胺)或掺杂型聚二苯胺。
4.根据权利要求1所述的一种锂硫电池正极用导电粘结剂,其特征在于,所述的良溶剂包括水、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、环丁砜、甲苯、十氢萘、乙二醇、二乙二醇单丁醚、丙二醇甲醚、丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酰乙酸乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、二壬酯、三氯甲烷、甲醇、乙醇、二氯甲烷或四氢呋喃。
5.根据权利要求1所述的一种锂硫电池正极用导电粘结剂的制备方法,其特征在于,该方法包括:
将掺杂型导电高分子材料溶解于良溶剂中至完全分散,得到锂硫电池正极用导电粘结剂。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109686981A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-04-26 | 河南电池研究院有限公司 | 一种应用于锂硫电池的复合粘结剂及其制备方法 |
CN110707324A (zh) * | 2019-10-13 | 2020-01-17 | 浙江大学 | 导电粘结剂的制备及在电池电极中的应用 |
CN111628150A (zh) * | 2020-06-04 | 2020-09-04 | 合肥工业大学 | 一种用于锂-硫电池的碳包覆硫化锂复合电极及其制备方法 |
CN112382760A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-02-19 | 厦门大学 | 一种锂硫电池正极水性导电粘结剂的制备方法 |
CN116154178A (zh) * | 2023-04-23 | 2023-05-23 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 正极极片、电池单体、电池和用电装置 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101210158A (zh) * | 2006-12-26 | 2008-07-02 | 中南大学 | 电池或电容器用导电粘结剂及包含该导电粘结剂的电极用组合物 |
CN101651233A (zh) * | 2008-08-14 | 2010-02-17 | 比亚迪股份有限公司 | 一种锂离子二次电池及其制备方法 |
CN101867037A (zh) * | 2010-06-23 | 2010-10-20 | 深圳清华大学研究院 | 磷酸铁锂锂离子电池正极片及其制备方法 |
CN103606703A (zh) * | 2013-11-15 | 2014-02-26 | 江苏天鹏电源有限公司 | 一种电流密度均匀且稳定的锂离子电池 |
CN104716325A (zh) * | 2013-12-11 | 2015-06-17 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于锂电池的阳极材料和阴极材料的粘合剂材料 |
CN104861897A (zh) * | 2015-04-16 | 2015-08-26 | 东莞市创明电池技术有限公司 | 一种导电粘结剂及一种锂离子电池 |
-
2016
- 2016-03-25 CN CN201610178569.6A patent/CN105655593A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101210158A (zh) * | 2006-12-26 | 2008-07-02 | 中南大学 | 电池或电容器用导电粘结剂及包含该导电粘结剂的电极用组合物 |
CN101651233A (zh) * | 2008-08-14 | 2010-02-17 | 比亚迪股份有限公司 | 一种锂离子二次电池及其制备方法 |
CN101867037A (zh) * | 2010-06-23 | 2010-10-20 | 深圳清华大学研究院 | 磷酸铁锂锂离子电池正极片及其制备方法 |
CN103606703A (zh) * | 2013-11-15 | 2014-02-26 | 江苏天鹏电源有限公司 | 一种电流密度均匀且稳定的锂离子电池 |
CN104716325A (zh) * | 2013-12-11 | 2015-06-17 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于锂电池的阳极材料和阴极材料的粘合剂材料 |
CN104861897A (zh) * | 2015-04-16 | 2015-08-26 | 东莞市创明电池技术有限公司 | 一种导电粘结剂及一种锂离子电池 |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109686981A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-04-26 | 河南电池研究院有限公司 | 一种应用于锂硫电池的复合粘结剂及其制备方法 |
CN110707324A (zh) * | 2019-10-13 | 2020-01-17 | 浙江大学 | 导电粘结剂的制备及在电池电极中的应用 |
CN111628150A (zh) * | 2020-06-04 | 2020-09-04 | 合肥工业大学 | 一种用于锂-硫电池的碳包覆硫化锂复合电极及其制备方法 |
CN111628150B (zh) * | 2020-06-04 | 2021-10-08 | 合肥工业大学 | 一种用于锂-硫电池的碳包覆硫化锂复合电极及其制备方法 |
CN112382760A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-02-19 | 厦门大学 | 一种锂硫电池正极水性导电粘结剂的制备方法 |
CN116154178A (zh) * | 2023-04-23 | 2023-05-23 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 正极极片、电池单体、电池和用电装置 |
CN116154178B (zh) * | 2023-04-23 | 2023-09-01 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 正极极片、电池单体、电池和用电装置 |
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