硫炭复合正极材料的制备及性能研究①
2018-08-17杨胜杰路永广张晓丽
电池工业 2018年3期
关键词:工艺
杨胜杰,路永广,张晓丽
(1.河南省核力科技发展有限公司,河南 郑州 450004;2.河南省核工业地质局,河南 郑州 450004)
随着社会对高容量电池需求量的增加,锂硫电池以其高比容量、低成本和安全无毒等特点,成为近年来锂离子电池领域研究的热点[1-3]。研究最多的大都集中在正极材料流域,硫正极材料仍有很多难点制约了其的实际应用,其中主要难点之一是硫单质的电化学中间生成物易溶于电解液,导致活性物质流失严重,另外引发副反应,致使电池性能衰退加速[4-6]。
本文从克服硫正极材料的缺点出发,选用自制的中孔活性炭作为固硫载体,通过正交试验设计优化出的最佳工艺条件制备出硫炭复合材料,并对材料进行了电化学性能测试,材料的电化学性能较佳。
1 试验
1.1 硫炭复合材料的制备
将AC活性炭(自制)、升华硫按一定的比例球磨均匀混合后,在氮气气氛条件下,首先在较低的温度下恒温4h~6h,而后温度升高到一定的温度,加热1h~3h。得到硫炭复合材料。
1.2 电极制备及电容器的组装
将硫炭复合材料,添加乙炔黑(焦作产,99.5%)增加导电性,聚偏氟乙烯(广州产,99.9%)为粘接剂,按8∶1∶1(质量比,下文比例均为质量比)混匀后涂覆于铝箔(青岛产,>99%)上,在真空条件下120℃干燥,10MPa压力条件下冲制成12mm直径圆片。隔膜为聚乙烯膜(洛阳产),电解液是1mol/L LiCl O4/PC(南京产),将两个电极片叠在一起,制备扣式CR2016(深圳产)实验电容器。
1.3 电化学性能测试
恒流充放电测试采用深圳新威公司产的恒流充放电仪测试,电压3.0V~1.5V,电流密度150 m A/g。……
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