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      鋰硫電池正極材料、漿料及其勻漿方法與流程

      346   編輯:中冶有色技術(shù)網(wǎng)   來源:鄭州中科新興產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院  
      2023-10-23 11:50:39
      一種鋰硫電池正極材料、漿料及其勻漿方法與流程

      1.本發(fā)明涉及鋰電池技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種鋰硫電池正極材料、漿料及其勻漿方法。

      背景技術(shù):

      2.硫具有理論比容量高(1675mah/g)、儲量豐富、成本低且無毒的突出優(yōu)勢,是最具前景的正極材料之一。但是單質(zhì)硫及其放電產(chǎn)物的電絕緣性,充放電過程中的體積效應(yīng)以及中間產(chǎn)物多硫化鋰溶解擴(kuò)散等問題,使得鋰硫電池的活性物質(zhì)利用率低、電池循環(huán)穩(wěn)定性差。針對這些問題,研究者采用高電導(dǎo)、高比表面、孔結(jié)構(gòu)豐富的碳材料作為硫的載體材料,通過物理吸附作用使硫均勻分散在碳材料表面,改善電極的導(dǎo)電性,并利用孔結(jié)構(gòu)的物理限域多硫化物。但是這些高比表面的載硫碳材料在勻漿過程中會出現(xiàn)顆粒團(tuán)聚現(xiàn)象,豐富的孔結(jié)構(gòu)會吸入大量溶劑,造成漿料固含量偏低,極片難以實現(xiàn)高的面載量。

      3.專利cn1112687863a公開了一種鋰硫正極漿料及其勻漿方法。該發(fā)明將不易分散的導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑分散于溶劑中得到混合溶液,再將正極材料加入混合溶液中,制備得到所述的鋰硫正極漿料。該方法工藝簡單,提前對導(dǎo)電劑浸潤,有助于減緩粘結(jié)劑加入帶來的導(dǎo)電劑團(tuán)聚現(xiàn)象。但是該勻漿方法不能解決正極材料加入后帶來的團(tuán)聚現(xiàn)象,同時該發(fā)明漿料方法會造成固含量偏低,無法實現(xiàn)厚極片制備。

      4.專利cn108091839a公開了一種鋰硫電池正極漿料的制備方法。該發(fā)明通過先使硫正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑和固體分散體預(yù)先進(jìn)行干混,使能夠避免出現(xiàn)局部團(tuán)聚現(xiàn)象。溶劑分批加入能夠提高漿料的穩(wěn)定性和均勻性。但是粘結(jié)劑最后加入會造成漿料分散不均勻、勻漿時間過長。

      技術(shù)實現(xiàn)要素:

      5.針對上述技術(shù)問題,本發(fā)明提出了一種鋰硫電池正極材料、漿料及其勻漿方法。本發(fā)明一步法實現(xiàn)碳材料載硫和正極漿料制備,利于制備高固含量漿料、實現(xiàn)高載硫量,同時解決了鋰硫正極材料因比表面積大在勻漿過程中顆粒團(tuán)聚現(xiàn)象,實現(xiàn)高粘度攪拌工藝,得到均勻性、穩(wěn)定性良好的正極漿料,提高鋰硫電池電化學(xué)性能。

      6.為了達(dá)到上述目的,本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:一種鋰硫電池正極材料制備方法及其勻漿方法,具體包括以下步驟:(1)將商業(yè)載硫碳材料、硫、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑放入雙行星攪拌釜中真空加熱攪拌,得到鋰硫電池正極材料;(2)將溶劑加入步驟(1)所得的鋰硫電池正極材料中攪拌形成漿料,通過實時檢測漿料固含量、粘度,控制分批加入溶劑的量和次數(shù)、攪拌速度、攪拌時間制備得到鋰硫電池正極漿料。

      7.進(jìn)一步,所述的硫碳復(fù)合正極材料制備方法包括:將商業(yè)載硫碳材料、升華硫、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑放入雙行星攪拌釜中真空加熱攪拌。

      8.進(jìn)一步,所述商業(yè)碳材料為科琴黑、導(dǎo)電炭黑、碳納米管石墨烯、碳纖維、中間相

      碳微球、介孔碳或硬碳中的任意一種或幾種的組合。

      9.進(jìn)一步,所述導(dǎo)電劑為導(dǎo)電炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳納米管、石墨烯或碳纖維中的任意一種或幾種的組合。

      10.進(jìn)一步,所述粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯、羥甲基纖維素鈉、海藻酸鈉或聚氧化乙烯中的任意一種或幾種的組合。

      11.進(jìn)一步,所述商業(yè)碳材料、升華硫的質(zhì)量比例為(20~40):(60~80);所述商業(yè)碳材料和升華硫的總質(zhì)量與導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑的質(zhì)量比例為(80~95):(3~10):(2~10)。

      12.進(jìn)一步,所述真空加熱中真空度為10-4

      ~10-6 pa。

      13.進(jìn)一步,所述真空加熱溫度為100~160℃。

      14.進(jìn)一步,所述攪拌公轉(zhuǎn)線速度為10~40m/min,自轉(zhuǎn)線速度為400~700m/min。

      15.進(jìn)一步,所述的鋰硫正極勻漿方法包括:將溶劑加入所得的鋰硫電池正極材料中攪拌形成漿料,通過實時檢測漿料固含量、粘度,控制分批加入溶劑的量和次數(shù)、攪拌速度、攪拌時間制備得到鋰硫電池正極漿料。

      16.進(jìn)一步,所述溶劑為去離子水(h2o)或n-甲基吡咯烷酮(nmp)。

      17.進(jìn)一步,所述的鋰硫電池正極材料的漿料的具體的勻漿方法如下:步驟s1:固含量d=100/(100+30xi),調(diào)整攪拌參數(shù)公轉(zhuǎn)線速度10~20m/min、自轉(zhuǎn)線速度400~500m/min,每次加入溶劑后攪拌時間為20~30min,當(dāng)漿料完全浸潤,目測攪拌槳和分散盤表面無明顯漿料粘附時停止加入溶劑,記錄加入溶劑次數(shù)為xi,之后進(jìn)行步驟s2;步驟s2:d=100/(100+30xi+20xm),調(diào)整攪拌參數(shù)公轉(zhuǎn)線速度20~30m/min、自轉(zhuǎn)線速度500~600m/min,每次加入溶劑后攪拌時間為30-40min,若固含量d≤35%或漿料粘度為20000~40000mpa.s時,滿足其中之一條件,停止加入溶劑,記錄加入溶劑次數(shù)為xm,之后進(jìn)行步驟s3;步驟s3:d=100/(100+30xi+20xm+10xn),調(diào)整攪拌參數(shù)公轉(zhuǎn)線速度30~40m/min、自轉(zhuǎn)線速度600~700m/min,每次加入溶劑后攪拌時間為15~30min,若固含量d≤25%或者漿料粘度為5000~12000mpa.s時,滿足其中之一條件,停止加入溶劑,記錄加入溶劑次數(shù)為xn,完成勻漿。

      18.一種鋰硫電池,所述鋰硫電池的正極極片是利用上述的鋰硫電池正極材料的漿料涂布成片的。本發(fā)明具有以下有益效果:1、本發(fā)明將商業(yè)碳材料、升華硫、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑放入雙行星攪拌釜中真空加熱攪拌,得到鋰硫電池正極材料,一步法實現(xiàn)碳載硫正極材料制備、正極漿料干法混料,簡化工藝,提高效率。

      19.2、勻漿方法中步驟s1通過控制加入少量溶劑,實現(xiàn)了漿料在高粘度狀態(tài)下攪拌,超高的剪切力可以破碎較大的團(tuán)聚體,避免了高比表面積的載硫碳材料在勻漿時出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象。

      20.3、勻漿方法中步驟s2控制加入溶劑的量,調(diào)控勻漿速度,在機(jī)械力作用下讓固體顆粒高速分離和分散,使?jié){料穩(wěn)定并防止再次團(tuán)聚。

      21.4、勻漿方法中步驟s3控制加入溶劑的量,調(diào)控漿料粘度,同時平衡固含量大小,使其形成穩(wěn)定、均一的懸浮液。

      22.5、本發(fā)明制備的鋰硫電池正極材料以及其勻漿方法可以提升固含量,減少溶劑損

      耗,避免了因固含量偏低造成涂布時極片開裂的現(xiàn)象。

      23.6、將本發(fā)明方法制備的鋰硫電池正極漿料應(yīng)用在鋰硫電池上,其涂布密度可達(dá)10mg/cm2,實現(xiàn)了高的載硫量和厚極片的制備,同時鋰硫電池克容量發(fā)揮得到了較好的效果,各實施例克容量發(fā)揮數(shù)據(jù)大幅超過對比例數(shù)據(jù)(772mah/g)。

      附圖說明

      24.為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

      25.圖1為本發(fā)明實施例1鋰硫正極材料制備、漿料勻漿工藝流程圖。

      26.圖2為實施例與對比例的軟包全電池首周放電曲線圖。

      具體實施方式

      27.下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

      28.實施例1本實施例的鋰硫正極材料、漿料由以下步驟制備,其工藝流程圖如圖1所示:(1)鋰硫正極材料制備:將商業(yè)升華硫、載硫碳材料科琴黑和導(dǎo)電炭黑按照70:20:10的比例混合形成硫碳復(fù)合材料;硫碳復(fù)合材料、導(dǎo)電劑乙炔黑、粘結(jié)劑聚偏氟乙烯按照比例95:3:2加入雙行星攪拌釜中真空加熱攪拌,加熱溫度155℃,真空度10-4

      pa,攪拌速度為:公轉(zhuǎn)線速度10m/min、自轉(zhuǎn)線速度400/min,反應(yīng)結(jié)束后得到鋰硫正極材料。

      29.(2)鋰硫正極材料的漿料制備:將溶劑n-甲基吡咯烷酮加入上述攪拌好的材料,勻漿加入溶劑次數(shù)為x,漿料固含量為d,具體勻漿方法如下:步驟s1:固含量d=100/(100+30xi),調(diào)整攪拌參數(shù)公轉(zhuǎn)線速度10m/min、自轉(zhuǎn)線速度400m/min,每次加入溶劑后攪拌時間為20min,記錄加入溶劑4次后,此時漿料完全浸潤,且漿料與攪拌槳、分散盤無粘接,停止加入溶劑,之后進(jìn)行步驟s2;步驟s2:d=100/(100+30xi+20xm),調(diào)整攪拌參數(shù)公轉(zhuǎn)線速度20m/min、自轉(zhuǎn)線速度500m/min,每次加入溶劑后攪拌時間為30min,記錄加入溶劑3次后,此時漿料固含量約等于35%,停止加入溶劑,之后進(jìn)行步驟s3;步驟s3:d=100/(100+30xi+20xm+10xn),調(diào)整攪拌參數(shù)公轉(zhuǎn)線速度30m/min、自轉(zhuǎn)線速度600m/min,每次加入溶劑后攪拌時間為15min,記錄加入溶劑8次后,此時漿料粘度為8000mpa.s,停止加入溶劑,完成勻漿。

      30.將上述的正極漿料涂布成極片,涂布面密度10mg/cm2。之后進(jìn)行組裝成鋰硫軟包電池,并進(jìn)行電化學(xué)性能測試。測試條件:電壓1.8v-2.8v,電流密度5ma/cm2,測定結(jié)果如表1所示,鋰硫電池克容量發(fā)揮為1506mah/g。

      31.實施例2

      本實施例的鋰硫正極材料、漿料由以下步驟制備:(1)鋰硫正極材料制備:將商業(yè)升華硫、載硫碳材料硬碳和碳納米管按照75:15:10的比例混合形成硫碳復(fù)合材料;硫碳復(fù)合材料、導(dǎo)電劑導(dǎo)電炭黑、粘結(jié)劑羥甲基纖維素鈉按照比例90:5:5加入雙行星攪拌釜中真空加熱攪拌,加熱溫度130℃,真空度10-5

      pa,攪拌速度為:公轉(zhuǎn)線速度20m/min、自轉(zhuǎn)線速度500m/min,反應(yīng)結(jié)束后得到鋰硫正極材料。

      32.(2)鋰硫正極材料的漿料制備:將上述攪拌好的材料加入溶劑去離子水,勻漿加入溶劑次數(shù)為x,漿料固含量為d,具體勻漿方法如下:步驟s1:固含量d=100/(100+30xi),調(diào)整攪拌參數(shù)公轉(zhuǎn)線速度20m/min、自轉(zhuǎn)線速度500m/min,每次加入溶劑后攪拌時間為20min,記錄加入溶劑2次后,此時漿料完全浸潤,且漿料與攪拌槳、分散盤無粘接,停止加入溶劑,之后進(jìn)行步驟s2;步驟s2:d=100/(100+30xi+20xm),調(diào)整攪拌參數(shù)公轉(zhuǎn)線速度30m/min、自轉(zhuǎn)線速度600m/min,每次加入溶劑后攪拌時間為30min,記錄加入溶劑4次后,此時漿料固含量約等于41.7%,漿料粘度21000mpa.s,停止加入溶劑,之后進(jìn)行步驟s3;步驟s3:d=100/(100+30xi+20xm+10xn),調(diào)整攪拌參數(shù)公轉(zhuǎn)線速度40m/min、自轉(zhuǎn)線速度700m/min,每次加入溶劑后攪拌時間為15min,記錄加入溶劑3次后,此時漿料粘度為6500mpa.s,停止加入溶劑,完成勻漿。

      33.將上述的正極漿料涂布成極片,涂布面密度10mg/cm2。之后進(jìn)行組裝成鋰硫軟包電池,并進(jìn)行電化學(xué)性能測試。測試條件:電壓1.8v-2.8v,電流密度5ma/cm2,測定結(jié)果如表1所示,鋰硫電池克容量發(fā)揮為979mah/g。

      34.實施例3本實施例的鋰硫正極材料、漿料由以下步驟制備:(1)鋰硫正極材料制備:將商業(yè)升華硫、載硫碳材料介孔碳和石墨烯按照80:10:10的比例混合形成硫碳復(fù)合材料;硫碳復(fù)合材料、導(dǎo)電劑科琴黑、粘結(jié)劑羥甲基纖維素鈉按照比例94:3:3加入雙行星攪拌釜中真空加熱攪拌,加熱溫度160℃,真空度10-6

      pa,攪拌速度為:公轉(zhuǎn)線速度15m/min、自轉(zhuǎn)線速度500m/min,反應(yīng)結(jié)束后得到鋰硫正極材料。

      35.(2)鋰硫正極材料的漿料制備:將上述攪拌好的鋰硫正極材料加入溶劑去離子水,勻漿加入溶劑次數(shù)為x,漿料固含量為d,具體勻漿方法如下:步驟s1:固含量d=100/(100+30xi),調(diào)整攪拌參數(shù)公轉(zhuǎn)線速度15m/min、自轉(zhuǎn)線速度450m/min,每次加入溶劑后攪拌時間為20min,記錄加入溶劑3次后,此時漿料完全浸潤,且漿料與攪拌槳、分散盤無粘接,停止加入溶劑,之后進(jìn)行步驟s2;步驟s2:d=100/(100+30xi+20xm),調(diào)整攪拌參數(shù)公轉(zhuǎn)線速度20m/min、自轉(zhuǎn)線速度550m/min,每次加入溶劑后攪拌時間為30min,記錄加入溶劑3次后,此時漿料固含量約等于40%,漿料粘度25000mpa.s,停止加入溶劑,之后進(jìn)行步驟s3;步驟s3:d=100/(100+30xi+20xm+10xn),調(diào)整攪拌參數(shù)公轉(zhuǎn)線速度30m/min、自轉(zhuǎn)線速度650m/min,每次加入溶劑后攪拌時間為15min,記錄加入溶劑4次后,此時漿料粘度為7000mpa.s,停止加入溶劑,完成勻漿。

      36.將上述的正極漿料涂布成極片,涂布面密度10mg/cm2。之后進(jìn)行組裝成鋰硫軟包電池,并進(jìn)行電化學(xué)性能測試。測試條件:電壓1.8v-2.8v,電流密度5ma/cm2,測定結(jié)果如表1所示,鋰硫電池克容量發(fā)揮為1185mah/g。

      37.實施例4本實施例的鋰硫正極材料、漿料由以下步驟制備:(1)鋰硫正極材料制備:將商業(yè)升華硫、載硫碳材料介孔碳和石墨烯按照60:30:10的比例混合形成硫碳復(fù)合材料;硫碳復(fù)合材料、導(dǎo)電劑科琴黑、粘結(jié)劑羥甲基纖維素鈉按照比例80:10:10加入雙行星攪拌釜中真空加熱攪拌,加熱溫度100℃,真空度10-6

      pa,攪拌速度為:公轉(zhuǎn)線速度40m/min、自轉(zhuǎn)線速度700m/min,反應(yīng)結(jié)束后得到鋰硫正極材料。

      38.(2)鋰硫正極材料的漿料制備:將上述攪拌好的鋰硫正極材料加入溶劑去離子水,勻漿加入溶劑次數(shù)為x,漿料固含量為d,具體勻漿方法如下:步驟s1:固含量d=100/(100+30xi),調(diào)整攪拌參數(shù)公轉(zhuǎn)線速度15m/min、自轉(zhuǎn)線速度450m/min,每次加入溶劑后攪拌時間為30min,記錄加入溶劑4次后,此時漿料完全浸潤,且漿料與攪拌槳、分散盤無粘接,停止加入溶劑,之后進(jìn)行步驟s2;步驟s2:d=100/(100+30xi+20xm),調(diào)整攪拌參數(shù)公轉(zhuǎn)線速度20m/min、自轉(zhuǎn)線速度600m/min,每次加入溶劑后攪拌時間為40min,記錄加入溶劑4次后,此時漿料固含量約等于33%,停止加入溶劑,之后進(jìn)行步驟s3;步驟s3:d=100/(100+30xi+20xm+10xn),調(diào)整攪拌參數(shù)公轉(zhuǎn)線速度30m/min、自轉(zhuǎn)線速度650m/min,每次加入溶劑后攪拌時間為15min,記錄加入溶劑4次后,此時漿料粘度為7000mpa.s,停止加入溶劑,完成勻漿。

      39.對比例本對比例的鋰硫正極材料、漿料由以下步驟制備:(1)鋰硫正極材料制備:將商業(yè)升華硫、載硫碳材料科琴黑和導(dǎo)電炭黑按照7:2:1的比例混合形成硫碳復(fù)合材料;硫碳復(fù)合材料、導(dǎo)電劑乙炔黑、粘結(jié)劑聚偏氟乙烯按照比例95:3:2加入雙行星攪拌釜中真空加熱攪拌,加熱溫度155℃,真空度10-4

      pa,攪拌速度為:公轉(zhuǎn)線速度10m/min、自轉(zhuǎn)線速度400m/min,反應(yīng)結(jié)束后得到鋰硫正極材料。

      40.(2)鋰硫正極材料的漿料制備:將溶劑n-甲基吡咯烷酮加入上述攪拌好的鋰硫正極材料,勻漿加入溶劑次數(shù)為x,漿料固含量為d,具體勻漿方法如下:固含量d=100/(100+300x),記錄加入溶劑1次后,調(diào)整攪拌參數(shù)公轉(zhuǎn)線速度30m/min、自轉(zhuǎn)線速度600m/min,攪拌時間3h,此時漿料固含量25%,粘度為10000mpa.s,停止加入溶劑,完成勻漿。

      41.將上述的正極漿料涂布成極片,涂布面密度10mg/cm2。之后進(jìn)行組裝成鋰硫軟包電池,并進(jìn)行電化學(xué)性能測試。測試條件:電壓1.8v-2.8v,電流密度5ma/cm2,測定結(jié)果如表1所示,鋰硫電池克容量發(fā)揮為772mah/g。

      42.對實施例1,2,3以及對比例組裝的鋰硫軟包全電池進(jìn)行首周放電測試,其放電結(jié)果如圖2所示,從圖2可以看出,將通過本發(fā)明勻漿方法制得的正極漿料應(yīng)用在鋰硫軟包電池上,其克容量發(fā)揮數(shù)據(jù)大幅超過對比例數(shù)據(jù)。由此也證明正極漿料的勻漿工藝是鋰硫電池克容量發(fā)揮的一個重要影響因素。

      43.以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。技術(shù)特征:

      1.一種鋰硫電池正極材料的漿料的勻漿方法,其特征在于,步驟如下:(1)將商業(yè)碳材料、升華硫、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑進(jìn)行真空加熱攪拌,得到鋰硫電池正極材料;(2)將溶劑加入到步驟(1)所得的鋰硫電池正極材料中,通過實時檢測鋰硫電池正極材料的漿料的固含量、粘度,控制分批加入溶劑的量、攪拌速度、攪拌時間制備得到鋰硫電池正極材料的漿料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰硫電池正極材料的漿料的勻漿方法,其特征在于:所述步驟(1)中商業(yè)碳材料為科琴黑、導(dǎo)電炭黑、碳納米管、石墨烯、碳纖維、介孔碳或硬碳中的任意一種或幾種的組合。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰硫電池正極材料的漿料的勻漿方法,其特征在于:所述步驟(1)中導(dǎo)電劑為導(dǎo)電炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳納米管、石墨烯或碳纖維中的任意一種或幾種的組合。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰硫電池正極材料的漿料的勻漿方法,其特征在于:所述步驟(1)中粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯、羥甲基纖維素鈉、海藻酸鈉或聚氧化乙烯中的任意一種或幾種的組合。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋰硫電池正極材料的漿料的勻漿方法,其特征在于:所述步驟(1)中商業(yè)碳材料、升華硫的質(zhì)量比例為(20~40):(60~80);商業(yè)碳材料和升華硫的總質(zhì)量與導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑的質(zhì)量比例為(80~95):(3~10):(2~10)。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰硫電池正極材料的漿料的勻漿方法,其特征在于:所述步驟(1)中真空加熱攪拌在雙行星攪拌釜中進(jìn)行,真空加熱攪拌的真空度為10-4

      ~10-6 pa,真空加熱攪拌的溫度為100~160℃。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋰硫電池正極材料的漿料的勻漿方法,其特征在于:所述步驟(1)中真空加熱攪拌的公轉(zhuǎn)線速度為10~40m/min,自轉(zhuǎn)線速度為400~700m/min。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋰硫電池正極材料的漿料的勻漿方法,其特征在于:所述步驟(2)中的溶劑為去離子水或n-甲基吡咯烷酮。9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項所述的鋰硫電池正極材料的漿料的勻漿方法,其特征在于,所述步驟(2)的具體的勻漿方法如下:步驟s1:固含量d=100/(100+30x

      i

      ),調(diào)整攪拌參數(shù)公轉(zhuǎn)線速度10~20m/min、自轉(zhuǎn)線速度400~500m/min,每次加入溶劑后攪拌時間為20~30min,當(dāng)漿料完全浸潤,目測攪拌槳和分散盤表面無明顯漿料粘附時停止加入溶劑,記錄加入溶劑次數(shù)為x

      i

      ,之后進(jìn)行步驟s2;步驟s2:d=100/(100+30x

      i

      +20x

      m

      ),調(diào)整攪拌參數(shù)公轉(zhuǎn)線速度20~30m/min、自轉(zhuǎn)線速度500~600/min,每次加入溶劑后攪拌時間為30-40min,若固含量d≤35%或漿料粘度為20000~40000mpa.s時,滿足其中之一條件,停止加入溶劑,記錄加入溶劑次數(shù)為x

      m

      ,之后進(jìn)行步驟s3;步驟s3:d=100/(100+30x

      i

      +20x

      m

      +10x

      n

      ),調(diào)整攪拌參數(shù)公轉(zhuǎn)線速度30~40m/min、自轉(zhuǎn)線速度600~700m/min,每次加入溶劑后攪拌時間為15~30min,若固含量d≤25%或者漿料粘度為5000-12000mpa.s時,滿足其中之一條件,停止加入溶劑,記錄加入溶劑次數(shù)為x

      n

      ,完成勻漿。10.一種鋰硫電池,其特征在于:所述鋰硫電池的正極極片是利用權(quán)利要求9所述的鋰

      硫電池正極材料的漿料的勻漿方法制備的鋰硫電池正極材料的漿料涂布成片的。

      技術(shù)總結(jié)

      本發(fā)明屬于鋰硫電池技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種鋰硫電池正極材料、漿料及其勻漿方法。步驟如下:(1)將商業(yè)碳材料、升華硫、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑加入雙行星攪拌釜中真空加熱攪拌,得到鋰硫電池正極材料;(2)將溶劑加入鋰硫電池正極材料中,通過實時檢測漿料固含量、粘度,控制分批加入溶劑的量、攪拌速度、攪拌時間制備得到鋰硫電池正極漿料。本發(fā)明一步法實現(xiàn)碳載硫、正極漿料制備,容易實現(xiàn)高的載硫量,面密度可達(dá)10mg/cm2。同時解決了鋰硫正極材料因比表面積大在勻漿過程中顆粒團(tuán)聚現(xiàn)象,實現(xiàn)高粘度攪拌工藝,得到均勻性、穩(wěn)定性良好的正極漿料,提高鋰硫電池電化學(xué)性能。硫電池電化學(xué)性能。硫電池電化學(xué)性能。

      技術(shù)研發(fā)人員:張濤 楊幸遇 劉艷俠 高文超 范海林 王恩陽 趙沖沖

      受保護(hù)的技術(shù)使用者:鄭州中科新興產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院

      技術(shù)研發(fā)日:2022.07.22

      技術(shù)公布日:2022/9/23
      聲明:
      “鋰硫電池正極材料、漿料及其勻漿方法與流程” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
      我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
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