CN101521279A - 一种锂-二硫化铁电池正极材料、正极片及制备方法 - Google Patents

一种锂-二硫化铁电池正极材料、正极片及制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101521279A
CN101521279A CN200910037978A CN200910037978A CN101521279A CN 101521279 A CN101521279 A CN 101521279A CN 200910037978 A CN200910037978 A CN 200910037978A CN 200910037978 A CN200910037978 A CN 200910037978A CN 101521279 A CN101521279 A CN 101521279A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lithium
disulfide
battery
iron disulfide
positive electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN200910037978A
Other languages
English (en)
Inventor
李军
黄天候
金海�
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GUANGZHOU TIANQIU INDUSTRIAL Co Ltd
Guangdong University of Technology
Original Assignee
GUANGZHOU TIANQIU INDUSTRIAL Co Ltd
Guangdong University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GUANGZHOU TIANQIU INDUSTRIAL Co Ltd, Guangdong University of Technology filed Critical GUANGZHOU TIANQIU INDUSTRIAL Co Ltd
Priority to CN200910037978A priority Critical patent/CN101521279A/zh
Publication of CN101521279A publication Critical patent/CN101521279A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明公开了一种锂－二硫化铁电池正极材料、正极片及制备方法，其中，所述的锂－二硫化铁电池正极材料，其包括二硫化铁，所述的二硫化铁为二硫化铁纳米晶体，是以FeSO4、(NH2)2CS和S为反应原料，PVP为分散剂，在酸性条件或碱性环境下发生反应获得的。所得到的二硫化铁为N型晶体，其纯度高达100％，与现有技术中采用的二硫化铁相比，极大地降低了锂－二硫化铁电池的开路电压，使电压平台更加平稳，提高了电池的导电活性，改善了大电流放电性能，提高了电池的放电深度，使锂－二硫化铁电池具有更高的实用价值。

Description

一种锂-二硫化铁电池正极材料、正极片及制备方法
技术领域
本发明属于锂电池材料领域，尤其是涉及一种锂—二硫化铁电池正极材料，本发明还涉及了使用该种锂-二硫化铁电池材料制备锂—二硫化铁电池正极片以及制备方法。
背景技术
锂-二硫化铁电池是高能环保的一次锂电池，近年来已获得巨大的发展，其具有以下特点：电池的工作电压为1.5V，可与任何1.5V电池互换使用；放电电压平稳，安全性能优良；自然放电率低，储存寿命长储存性能好，存放时间可达5～10年；重量轻，是碱锰电池的2/3；电池无汞、无镉、无铅，是真正的绿色环保；有良好的防漏液性能；使用温度范围广，可在-40～60℃温度范围内使用，其中低温性能尤其突出；能量密度高，该电池正极材料的理论容量为890mAh/g，单只AA电池的容量在2900mAh以上，绝对容量是碱锰电池的2倍；在同型号电池产品中，重量最轻，其中AA型Li/FeS2电池的重量约为14.5g。目前主要用于数码产品、掌上电脑、移动电活、无线设备、数字显示仪器、医疗器械、各类电表、水表等用电器中。
目前，用于锂—二硫化铁电池的正极材料通常是天然二硫化铁，该材料是由黄铁矿提纯处理得到的，但处理后的材料中仍含有微量硅、砷、铬、铅等金属或其氧化物的杂质，直接用这种材料组装的电池其开路电压较高，电压平台和大电流放电性能较差。为了降低电池的开路电压、改善电压平台并提高电池的大电流放电性能，中国专利CN100386907C中提出了一种高能锂—二硫化铁电池正极材料，在二硫化铁外部包覆具有导电性且性能稳定的金属氧化物，所述二硫化铁内混合有导电剂，即对天然二硫化铁材料进行了改性处理，虽然该材料降低了电池的开路电压、提高导电性、电压平台平稳了，但是二氧化铁中仍旧含有微量硅、砷、铬、铅等金属或其氧化物的杂质，使电池的性能无法得到更进一步的提高，而且放电深度较浅，缩短了电池的使用寿命。在另外一个中国专利申请CN101011743A中提供了一种制备高能锂铁电池电极材料黄铁矿的方法：它是采用10～20小时500℃～600℃高温烘烤处理，除去黄铁矿中S-，提高二硫化铁的含量，并在高温下使黄铁矿形成N型晶体，提高了黄铁矿的导电性能，改善放电平台和功率性能。但是采用该方法处理的黄铁矿中含的二硫化铁的纯度只有97.8％，用其制备的电池仍存在开路电压较高，电压平台和大电流放电性能较差的问题。而且是采用高温处理，时间长，能耗大，处理成本高，难于产业化。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种锂—二硫化铁电池正极材料，该材料采用化学方法进行制备二硫化铁，其纯度为100％。
本发明的第二个目的是提供一种使用上述锂—二硫化铁电池正极材料制备的锂—二硫化铁电池正极片。
本发明的第三个目的是提供一种制备上述电池正极片的方法。
本发明的第一个目的是通过以下技术措施来实现的：一种锂—二硫化铁电池正极材料，其包括二硫化铁，所述的二硫化铁(FeS2)为二硫化铁纳米晶体，是以FeSO4、(NH2)2CS和S为反应原料，PVP(聚乙烯吡咯烷酮)为分散剂，在酸性条件或碱性环境下发生反应获得的。本发明采用FeSO4和(NH2)2CS作为主要反应原料，能制得体相结构完整、缺陷少的二硫化铁N型纳米晶体。采用PVP做分散剂，可防止FeS2被氧化，且防止二硫化铁N型纳米晶体间发生聚集。
本发明所述的FeSO4、(NH2)2CS和PVP的摩尔比为0.5～1:1～2:0.5～1，所述的S的用量应大于反应量，确保在反应中Fe2+不被氧化成Fe3+。
所述的二硫化铁的具体制备方法为：将FeSO4搅拌溶解于有机溶剂和水的混合溶液中制成溶液A，(NH2)2CS和PVP搅拌溶解于有机溶剂和水的混合溶液中制成溶液B，将溶液A滴入溶液B中，同时加入过量的S粉，调整pH值；继续搅拌后，将所得的混合溶液放进反应釜内，加入有机溶剂至容积的95％以上；然后密封反应釜，在180～210℃保温反应26～35h后，过滤，得到黑色沉淀，用二硫化碳、去离子水、有机溶剂和稀硫酸进行洗涤以去除富余的S粉，干燥研磨即得二硫化铁纳米晶体。
所述的有机溶剂为乙醇或丙酮。
本发明可作进一步的改进：即所述的锂—二硫化铁电池正极材料还包括导电剂和金属氧化物，其中二硫化铁的质量百分比为80～95％，导电剂的质量百分比为4～10％，金属氧化物的质量百分比为2～9％。
所述的导电剂为聚苯胺(PANi)、碳纳米管、石墨、碳黑和乙炔黑中的一种或两种或两种以上的混合物。
本发明所述的导电剂优选聚苯胺(PANi)、碳纳米管或二者的混合物。其中，聚苯胺(PANi)具有导电作用和催化、抗氧化作用，聚苯胺是一种高分子合成材料，俗称导电塑料，是一类特种功能材料，具有塑料的密度，又具有金属的导电性和塑料的可加工性，还具备金属和塑料所欠缺的化学和电化学性能，通过氧化作用或质子酸掺杂而达到调节其导电性的特性。在传统的正极片制作过程中，若正极浆料中含有水时，二硫化铁、水和空气中的氧气会反应生成硫酸从而使铝网被腐蚀，而聚苯胺(PANi)是一种金属防腐蚀材料，良好的氧化还原可逆性，在材料中充当催化剂，以干扰金属氧化成锈这个化学反应。
碳纳米管具有纳米效应，导电能力碳纳米管上碳原子的P电子形成大范围的离域π键，由于共轭效应显著，碳纳米管(CNTs)具有一些特殊的电学性质。由于碳纳米管的结构与石墨的片层结构相同，所以碳纳米管具有良好的导电性能。理论预测其导电性能取决于其管径和管壁的螺旋角。当CNTs的管径大于6nm时，导电性能下降；当管径小于6nm时，CNTs可以被看成具有良好导电性能的一维量子导线。常用矢量Ch表示碳纳米管上原子排列的方向，其中Ch＝na1+ma2，记为(n，m；分别为整数)；a1和a2分别表示两个基矢，(n，m)与碳纳米管的导电性能密切相关。对于一个给定(n，m)的纳米管，如果有2n+m＝3q(q为整数)，则这个方向上表现出金属性，是良好的导体，否则表现为半导体。对于n＝m的方向，碳纳米管表现出良好的导电性，电导率通常可达铜的1万倍。采用n＝m方向的碳纳米管。
所述的金属氧化物为TiO2、MgO、Al2O3和CuO中的一种或两种或两种以上的混合。
本发明的第二个目的是通过以下技术措施来实现的：一种锂—二硫化铁电池正极片，其包括正极材料，所述的正极材料的主要组成成分为二硫化铁，所述的二硫化铁(FeS2)为二硫化铁纳米晶体，是由FeSO4、(NH2)2CS和S为反应原料，PVP(聚乙烯吡咯烷酮)为分散剂，在酸性条件或碱性环境下发生反应获得的。
所述的FeSO4、(NH2)2CS和PVP的摩尔比为0.5～1:1～2:0.5～1，所述的S的用量应大于反应量，确保在反应中Fe2+不被氧化成Fe3+。
所述的二硫化铁的具体制备方法为：将FeSO4搅拌溶解于有机溶剂和水的混合溶液中制成溶液A，(NH2)2CS和PVP搅拌溶解于有机溶剂和水的混合溶液中制成溶液B，将溶液A滴入溶液B中，同时加入过量的S粉，调整pH值；继续搅拌后，将所得的混合溶液放进反应釜内，加入有机溶剂至容积的95％以上；然后密封反应釜，在180～210℃保温反应26～35h后，过滤，得到黑色沉淀，用二硫化碳、去离子水、有机溶剂和稀硫酸进行洗涤以去除富余的S粉，干燥研磨即得二硫化铁纳米晶体。
所述的有机溶剂为乙醇或丙酮。
所述的锂—二硫化铁电池正极材料还包括导电剂和金属氧化物，其中二硫化铁的质量百分比为80～95％，导电剂的质量百分比为4～10％，金属氧化物的质量百分比为2～9％。
所述的导电剂为聚苯胺(PANi)、碳纳米管、石墨、碳黑和乙炔黑中的一种或两种或两种以上的混合物。
本发明所述的导电剂优选聚苯胺(PANi)、碳纳米管或二者的混合物。所述的碳纳米管采用n＝m方向的碳纳米管。
所述的金属氧化物为TiO2、MgO、Al2O3和CuO中的一种或两种或两种以上的混合。
本发明的第三个目的是通过以下技术方案来实现的：一种利用上述正极材料制备锂—二硫化铁电池正极片的方法：将正极材料分散在液体介质中，正极材料与液体介质的质量比为1:1～2.5:1，研磨，使正极材料进一步细化，减小正极材料颗粒的粒度，然后在真空条件或惰性气体气氛下烘干；冷却至室温，继续研磨；然后过筛；在正极材料中加入金属粘结剂，用电动搅拌机将混合物搅拌成膏状粘稠浆料；将膏状粘稠浆料涂到基板上，在100～300℃的温度真空烘烤10～30小时，用对辊压机上辊压，把基板分切成相应规格的小片，再焊上电极引出片即成锂—二硫化铁电池正极片。
本发明所述的研磨采用球磨机进行研磨，时间为3～5小时，烘干温度为60～200℃，过筛采用300目以上的筛网。
所述的金属粘结剂是金属铁、铜、铝中的一种或两种或三种与玻璃纤维的混合物，使用量为4～5g。
所述的液体介质为无水乙醇。所述的惰性气体为氮气、氩气、氦气或它们的混合物。
所述的基板采用铝箔或铝网。
本发明与现有技术相比具有以下显著技术效果：
(1)本发明通过采用化学方法制备的二硫化铁作为锂—二硫化铁电池的正极材料的组成成分。所得到的二硫化铁为N型晶体，其纯度高达100％，与现有技术中采用的二硫化铁相比，极大地降低了锂—二硫化铁电池的开路电压，使电压平台更加平稳，提高了电池的导电活性，改善了大电流放电性能，提高了电池的放电深度，使锂—二硫化铁电池具有更高的实用价值(参见图1)。
(2)本发明是通过采用FeSO4、(NH2)2CS和S粉为反应原料，PVP为分散剂，在酸性条件或碱性环境下发生反应获得的，所得的FeS2结晶是完好的N型纳米晶体。本发明在合成二硫化铁过程中无需高温煅烧处理，所得FeS2纳米粒子颗粒大小均匀，分散性好。
(3)本发明优选地采用聚苯胺(PANi)和碳纳米管，二者质轻、价廉、原料来源广，并可以更进一步地提高正极材料的导电性，整体上改善放电平台和电池功率性能。其中聚苯胺(PANi)是一种金属防腐蚀材料，良好的氧化还原可逆性，可在材料中充当催化剂，以干扰电池中金属氧化腐蚀的化学反应。
(4)本发明无需采用高温处理提高黄铁矿中二硫化铁的含量，减少了能耗，降低了生产成本，而且操作简单，易于在工业上推广应用。
附图说明
图1是本发明所得的正极片制成的1.5V锂铁一次性电池与传统方式所制得的正极片制成的1.5V锂铁一次性电池在常温下1000mA恒流放电电压与比容量关系的对照曲线图；
其中，1为使用本发明所制得的正极片2为使用传统方式所制得的正极片。
具体实施方式
以下通过实施例来对本发明的内容进行阐述：
实施例一：制备二硫化铁纳米晶体
将150ml浓度为4mol/L FeSO4的乙醇水溶液搅拌后滴入含有150ml浓度为8mol/L(NH2)2CS与5ml PVP的乙醇水溶液中，然后加入6g的高纯硫粉，充分混合，用pH＝1.0的硫酸水溶液调节pH值至7～8。继续搅拌后，将混合液放入高压反应釜内，加入一定量的乙醇，直到容积的95％以上，然后将反应釜密封，在200℃下保温36h后，过滤，将得到的黑色沉淀分别用二硫化碳、去离子水、无水乙醇和稀硫酸反复清洗多次，以除去富余的硫，干燥脱水后研磨制得二硫化铁纳米晶体。
实施例二：制备二硫化铁纳米晶体
将150ml浓度为4mol/L FeSO4的乙醇水溶液搅拌后滴入含有150ml浓度为8mol/L(NH2)2CS与5ml PVP的乙醇水溶液中，然后加入6g的高纯硫粉，充分混合，用pH＝12的氢氧化钠水溶液调节pH值至5～6。继续搅拌后，将混合液放入高压反应釜内，加入一定量的乙醇，直到容积的95％以上，然后将反应釜密封，在200℃下保温36h后，过滤，将得到的黑色沉淀分别用二硫化碳、去离子水、无水乙醇和稀硫酸反复清洗多次，以除去富余的硫，干燥脱水后研磨制得二硫化铁纳米晶体。
实施例三：
取实施例一或实施例二的二硫化铁纳米晶体制备锂—二硫化铁电池的正极片。
取制得的二硫化铁纳米晶体45g，加入1.2g聚苯胺(PANi)和1.2g碳纳米管，2.5gAl2O3金属氧化物混合得到正极材料。
将正极材料分散在无水乙醇中，正极材料与无水乙醇的质量比为1:1，在球磨机中球磨3h，使其进一步细化，然后在真空条件下烘干，烘干温度为60℃；冷却至室温，置于球磨机中球磨3小时；然后经过300目以上的振动筛过筛，得到处理好的正极材料。
在处理好的正极材料中加入5g玻璃纤维与金属铜粉混合物作为金属粘结剂，用电动搅拌机搅拌2小时，将混合物搅拌成牙膏状粘稠浆料。将成膏混合物涂到铝网上，在200℃的温度真空烘烤12小时，用对辊压机上辊压到合适的厚度(0.35～0.55mm)，再把铝网分切成相应规格的小片，焊上电极引出片即成锂—二硫化铁电池的正极片。
实施例四：
取实施例一或实施例二的二硫化铁纳米晶体制备锂—二硫化铁电池的正极片。
取二硫化铁纳米晶体40g，加入3.7聚苯胺(PANi)和3.7g碳纳米管，2.5g Al2O3金属氧化物混合得到正极材料。
将正极材料混合物分散在无水乙醇中，使其进一步细化，正极材料与液体介质的质量比为1:1，球磨3h，然后在真空条件下烘干，烘干温度为200℃；冷却至室温，在球磨机中球磨3小时；然后经过300目以上的振动筛过筛，得到处理好的正极材料。
在正极材料中加入5g玻璃纤维与金属铜粉混合物作为金属粘结剂，用电动搅拌机搅拌2小时，将混合物搅拌成牙膏状粘稠浆料。将成膏混合物涂到铝网上，在200℃的温度真空烘烤12小时，用对辊压机上辊压到合适的厚度(0.35～0.55mm)，再把铝网分切成相应规格的小片，焊上电极引出片即成锂—二硫化铁电池的正极片。
实施例五：
取实施例一或实施例二的二硫化铁纳米晶体制备锂—二硫化铁电池的正极片。
取二硫化铁纳米晶体35g，加入2.5g聚苯胺(PANi)和2.5g碳纳米管，12.5g Al2O3金属氧化物混合得到正极材料。
将正极材料分散在无水乙醇，正极材料与液体介质的质量比为2.5:1，球磨3h，使其进一步细化，然后在真空条件下烘干，烘干温度为70℃；冷却至室温，置于球磨机中球磨3小时；然后经过200目以上的振动筛过筛，得到处理好的正极材料混合物。
在处理好的混合物中加入5g玻璃纤维与金属铜粉混合物作为金属粘结剂，用电动搅拌机搅拌2小时，将混合物搅拌成牙膏状粘稠浆料。将成膏混合物涂到铝网上，在200℃的温度真空烘烤12小时，用对辊压机上辊压到合适的厚度(0.35～0.55mm)，再把铝网分切成相应规格的小片，焊上电极引出片即成锂—二硫化铁电池的正极片。
实施例六：
取实施例一或实施例二的二硫化铁纳米晶体制备锂—二硫化铁电池的正极片。
取二硫化铁纳米晶体30g，加入5g聚苯胺(PANi)和5g n＝m方向的碳纳米管，10g Al2O3金属氧化物混合得到正极材料。
将正极材料分散在无水乙醇，正极材料与液体介质的质量比为1:1，球磨3h，使其进一步细化，然后在真空条件下烘干，烘干温度为80℃；冷却至室温，置于球磨机中球磨3小时；然后经过300目以上的振动筛过筛，得到处理好的正极材料。
在处理好的正极材料中加入5g玻璃纤维与金属铜粉混合物作为金属粘结剂，用电动搅拌机搅拌2小时，将混合物搅拌成牙膏状粘稠浆料。将成膏混合物涂到铝网上，在100℃的温度真空烘烤12小时，用对辊压机上辊压到合适的厚度(0.35～0.55mm)，再把铝网分切成相应规格的小片，焊上电极引出片即成锂—二硫化铁电池的正极片。
实施例七：
取实施例一或实施例二的二硫化铁纳米晶体制备锂—二硫化铁电池的正极片。
取二硫化铁纳米晶体30g，加入5g聚苯胺(PANi)和5g碳纳米管，10g Al2O3金属氧化物混合得到正极材料混合物。
将正极材料混合物分散在无水乙醇中，正极材料与液体介质的质量比为2:1，球磨3h，使其进一步细化，然后在真空条件下烘干，烘干温度为100℃；冷却至室温，在球磨机中球磨3小时；然后经过300目以上的振动筛过筛，得到处理好的正极材料。
在处理好的正极材料中加入5g玻璃纤维与金属铜粉混合物作为金属粘结剂，用电动搅拌机搅拌2小时，将正极材料搅拌成牙膏状粘稠浆料。将成膏混合物涂到铝网上，在300℃的温度真空烘烤12小时，用对辊压机上辊压到合适的厚度(0.35～0.55mm)，再把铝网分切成相应规格的小片，焊上电极引出片即成锂—二硫化铁电池的正极片。
实施例八：
取实施例一或实施例二的二硫化铁纳米晶体制备锂—二硫化铁电池的正极片。
取二硫化铁纳米晶体30g，加入5g聚苯胺(PANi)和5g碳纳米管，10g Al2O3金属氧化物混合得到正极材料混合物。
将正极材料混合物分散在无水乙醇，使其进一步细化，正极材料与液体介质的质量比为1.5:1，球磨3h，然后在真空条件下烘干，烘干温度为60℃；冷却至室温，在球磨机中球磨3小时；然后经过300目以上的振动筛过筛，得到处理好的正极材料混合物。
在处理好的混合物中加入5g玻璃纤维与金属铜粉混合物作为金属粘结剂，用电动搅拌机搅拌2小时，将混合物搅拌成牙膏状粘稠浆料。将成膏混合物涂到铝网上，在300℃的温度真空烘烤12小时，用对辊压机上辊压到合适的厚度(0.35～0.55mm)，再把铝网分切成相应规格的小片，焊上电极引出片即成锂—二硫化铁电池的正极片。
实施例九：
取实施例一或实施例二的二硫化铁纳米晶体制备锂—二硫化铁电池的正极片。
取二硫化铁纳米晶体30g，加入5g聚苯胺(PANi)和5g碳纳米管，10g Al2O3金属氧化物混合得到正极材料。
将正极材料分散在无水乙醇中，正极材料与液体介质的质量比为1:1，球磨3h，使其进一步细化，然后在惰性气体气氛下烘干，烘干温度为60℃；冷却至室温，在球磨机中球磨3小时；然后经过300目以上的振动筛过筛，得到处理好的正极材料。
在处理好的正极材料中加入5g玻璃纤维与金属铜粉混合物作为金属粘结剂，用电动搅拌机搅拌2小时，将正极材料搅拌成牙膏状粘稠浆料。将成膏混合物涂到铝网上，在300℃的温度真空烘烤24小时，用对辊压机上辊压到合适的厚度(0.35～0.55mm)，再把铝网分切成相应规格的小片，焊上电极引出片即得锂—二硫化铁电池的正极片。
所述的惰性气体为氮气、氩气、氦气或它们的混合物。
取上述实施例三至刘的锂—二硫化铁电池的正极片制备成电池，并测定各电池的比容量。
表1 不同配比下制得制得电池容量
Figure A200910037978D00121

Claims (10)

1、一种锂—二硫化铁电池正极材料，其包括二硫化铁，其特征是：所述的二硫化铁(FeS2)为二硫化铁纳米晶体，是以FeSO4、(NH2)2CS和S为反应原料，PVP为分散剂，在酸性条件或碱性环境下发生反应获得的。
2、根据权利要求1所述的锂—二硫化铁电池正极材料，其特征是：所述的FeSO4、(NH2)2CS和PVP的摩尔比为0.5～1:1～2:0.5～1；所述的S的用量应大于反应量。
3、根据权利要求1或2所述的锂—二硫化铁电池正极材料，其特征是：将FeSO4搅拌溶解于有机溶剂和水的混合溶液中制成溶液A，(NH2)2CS和PVP搅拌溶解于有机溶剂和水的混合溶液中制成溶液B，将溶液A滴入溶液B中，同时加入过量的S粉，调整pH值；继续搅拌后，将所得的混合溶液放进反应釜内，加入有机溶剂至容积的95％以上；然后密封反应釜，在180～210℃保温反应26～35h后，过滤，得到黑色沉淀，用二硫化碳、去离子水、有机溶剂和稀硫酸进行洗涤以去除富余的S粉，干燥研磨即得二硫化铁纳米晶体。
4、根据权利要求3所述的锂—二硫化铁电池正极材料，其特征是：所述的有机溶剂为乙醇或丙酮。
5、根据权利要求3所述的锂—二硫化铁电池正极材料，其特征是：所述的锂—二硫化铁电池正极材料还包括导电剂和金属氧化物，其中二硫化铁的质量百分比为80～95％，导电剂的质量百分比为4～10％，金属氧化物的质量百分比为2～9％。
6、根据权利要求5所述的锂—二硫化铁电池正极材料，其特征是：所述的导电剂为聚苯胺、碳纳米管、石墨、碳黑和乙炔黑中的一种或两种或两种以上的混合物。
7、根据权利要求6所述的锂—二硫化铁电池正极材料，其特征是：所述的导电剂优选聚苯胺、碳纳米管或二者的混合物。
8、一种锂—二硫化铁电池正极片，其包括正极材料，所述的正极材料的主要组成成分为二硫化铁，其特征是：所述的二硫化铁为二硫化铁纳米晶体，是以FeSO4、(NH2)2CS和S为反应原料，PVP为分散剂，在酸性条件或碱性环境下发生反应获得的。
9、一种利用权利要求1～7任一所述正极材料制备锂—二硫化铁电池正极片的方法，其特征是：
将正极材料分散在液体介质中，正极材料与液体介质的质量比为1:1～2.5:1，研磨，然后在真空条件或惰性气体气氛下烘干；冷却至室温，继续研磨；然后过筛；在正极材料中加入金属粘结剂，用电动搅拌机将混合物搅拌成膏状粘稠浆料；将膏状粘稠浆料涂到基板上，在100～300℃的温度真空烘烤10～30小时，用对辊压机上辊压，把基板分切成相应规格的小片，再焊上电极引出片即成锂-二硫化铁电池正极片。
10、根据权利要求9的所述制备锂—二硫化铁电池正极片的方法，其特征是：所述的研磨时间为3～5小时，烘干温度为60～200℃；过筛采用300目以上的筛网；所述的金属粘结剂是金属铁、铜、铝中的一种或两种或三种与玻璃纤维的混合物，使用量为2～5g。
CN200910037978A 2009-03-18 2009-03-18 一种锂-二硫化铁电池正极材料、正极片及制备方法 Pending CN101521279A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200910037978A CN101521279A (zh) 2009-03-18 2009-03-18 一种锂-二硫化铁电池正极材料、正极片及制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200910037978A CN101521279A (zh) 2009-03-18 2009-03-18 一种锂-二硫化铁电池正极材料、正极片及制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101521279A true CN101521279A (zh) 2009-09-02

Family

ID=41081740

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200910037978A Pending CN101521279A (zh) 2009-03-18 2009-03-18 一种锂-二硫化铁电池正极材料、正极片及制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101521279A (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102249347A (zh) * 2010-05-18 2011-11-23 中国科学院兰州化学物理研究所 一种二硫化亚铁微球的制备方法
CN103972512A (zh) * 2014-04-02 2014-08-06 芜湖浙鑫新能源有限公司 一种FeS2粉料和导电添加剂的混合方法
CN103972504A (zh) * 2014-04-02 2014-08-06 芜湖浙鑫新能源有限公司 一种含添加剂的锂电池正极材料
CN106587168A (zh) * 2016-12-22 2017-04-26 泸天化（集团）有限责任公司 一种黄铁矿FeS2生物刺激素及其制备方法
CN107482185A (zh) * 2017-07-25 2017-12-15 东莞市天球实业有限公司 一种FeS2复合正极材料的合成方法及电池
CN107658459A (zh) * 2017-09-30 2018-02-02 哈尔滨工业大学 一种氧化铁、二硫化亚铁和硫复合材料的制备方法及应用
CN107819127A (zh) * 2017-10-26 2018-03-20 中银（宁波）电池有限公司 具有降低开路电压的锂‑二硫化铁电池的正极材料及其制备方法
CN110862128A (zh) * 2019-10-30 2020-03-06 中国科学院南京土壤研究所 一种二硫化铁复合石墨毡电极的制备方法
CN112385061A (zh) * 2018-09-18 2021-02-19 株式会社Lg化学 硫化铁的制备方法、包含由其制备的硫化铁的锂二次电池用正极、和包含所述正极的锂二次电池

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102249347A (zh) * 2010-05-18 2011-11-23 中国科学院兰州化学物理研究所 一种二硫化亚铁微球的制备方法
CN102249347B (zh) * 2010-05-18 2013-04-10 中国科学院兰州化学物理研究所 一种二硫化亚铁微球的制备方法
CN103972512A (zh) * 2014-04-02 2014-08-06 芜湖浙鑫新能源有限公司 一种FeS2粉料和导电添加剂的混合方法
CN103972504A (zh) * 2014-04-02 2014-08-06 芜湖浙鑫新能源有限公司 一种含添加剂的锂电池正极材料
CN106587168A (zh) * 2016-12-22 2017-04-26 泸天化（集团）有限责任公司 一种黄铁矿FeS2生物刺激素及其制备方法
CN106587168B (zh) * 2016-12-22 2017-10-27 泸天化（集团）有限责任公司 一种黄铁矿FeS2生物刺激素及其制备方法
CN107482185A (zh) * 2017-07-25 2017-12-15 东莞市天球实业有限公司 一种FeS2复合正极材料的合成方法及电池
CN107482185B (zh) * 2017-07-25 2020-01-14 东莞市天球实业有限公司 一种FeS2复合正极材料的合成方法及电池
CN107658459A (zh) * 2017-09-30 2018-02-02 哈尔滨工业大学 一种氧化铁、二硫化亚铁和硫复合材料的制备方法及应用
CN107819127A (zh) * 2017-10-26 2018-03-20 中银（宁波）电池有限公司 具有降低开路电压的锂‑二硫化铁电池的正极材料及其制备方法
CN112385061A (zh) * 2018-09-18 2021-02-19 株式会社Lg化学 硫化铁的制备方法、包含由其制备的硫化铁的锂二次电池用正极、和包含所述正极的锂二次电池
CN110862128A (zh) * 2019-10-30 2020-03-06 中国科学院南京土壤研究所 一种二硫化铁复合石墨毡电极的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101521279A (zh) 一种锂-二硫化铁电池正极材料、正极片及制备方法
Meng et al. Co3O4 nanorods with self-assembled nanoparticles in queue for supercapacitor
CN110289416B (zh) 一种钠离子电池负极材料铋钼双金属硫化物的制备方法
Zhang et al. A facile synthesis of 3D flower-like NiCo2O4@ MnO2 composites as an anode material for Li-ion batteries
CN102275903B (zh) 一种石墨烯和二氧化锰纳米复合材料的制备方法
Zhang et al. Facile synthesis of Sb2S3/MoS2 heterostructure as anode material for sodium-ion batteries
Wang et al. Carbon coated Fe3O4 hybrid material prepared by chemical vapor deposition for high performance lithium-ion batteries
Xue et al. Silver terephthalate (Ag2C8H4O4) offering in-situ formed metal/organic nanocomposite as the highly efficient organic anode in Li-ion and Na-ion batteries
Zhang et al. Highly Efficient Sodium‐Ion Storage Enabled by an rGO‐Wrapped FeSe2 Composite
CN104577086A (zh) 一种预锂化和石墨烯包覆的介孔SiO负极材料及其制备方法
CN102185144A (zh) 金属氧化物/石墨烯复合材料及其制备方法
CN107768645B (zh) 一种多孔的氮掺杂碳纳米片复合负极材料及其制备方法
Cai et al. High-pseudocapacitance of porous and square NiO@ NC nanosheets for high-performance lithium-ion batteries
CN107180964A (zh) 一种微波法制备掺杂金属氧化物/石墨烯复合纳米材料的方法及应用
EP3174141B1 (en) Process for producing a doped tungsten oxide material
Xu et al. Sonochemical synthesis of a Mn3O4/MnOOH nanocomposite for electrochemical energy storage
CN108598405B (zh) 一种三维石墨烯氧化锡碳复合负极材料的制备方法
Ranjithkumar et al. Investigations and fabrication of Ni (OH) 2 encapsulated carbon nanotubes nanocomposites based asymmetrical hybrid electrochemical supercapacitor
Li et al. In situ synthesis of ZnMn2O4–ZnO–C and ZnMn2O4–C nanohybrids as high performance lithium‐ion battery anodes
CN102623687A (zh) 一种高容量二氧化钼负极材料的制备方法及其应用
Zhao et al. High electrochemical activity of Li2S2 linking two-dimensional tungsten boride nanosheet enables high-loading and long-lasting lithium-sulfur batteries
CN106374086A (zh) 纳米钛酸锂‑石墨烯复合材料及其制备方法
Zhang et al. Facile synthesized Cu-SnO2 anode materials with three-dimensional metal cluster conducting architecture for high performance lithium-ion batteries
CN105932231B (zh) 一种石墨烯基核壳结构MnO@MnFe2O4纳米材料及制备与应用
CN111484073B (zh) 一种离子液体辅助制备空心纳米棒二氧化钛负极材料的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Open date: 20090902