DE102015200350A1 - Electrode, in particular cathodic electrode of a lithium-sulfur accumulator and method for the production - Google Patents

Electrode, in particular cathodic electrode of a lithium-sulfur accumulator and method for the production Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Elektrode, insbesondere eine kathodische Elektrode eines Lithium-Schwefel-Akkumulators, welche eine Grundstruktur (4) aufweist, die aus Polyacrylnitril-Schwefelkomposit-Nanofasern (6) und Polyacrylnitril-Schwefelkomposit-Nanopartikeln (12) gebildet ist. Die Polyacrylnitril-Schwefelkomposit-Nanofasern (6) liegen dabei als Nanovlies (8) vor, wobei das Nanovlies (8) mit den Polyacrylnitril-Schwefelkomposit-Nanopartikeln (12) beschichtet ist. Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung der Elektrode angeben.The invention relates to an electrode, in particular a cathodic electrode of a lithium-sulfur accumulator, which has a basic structure (4) which is formed from polyacrylonitrile-sulfur composite nanofibers (6) and polyacrylonitrile-sulfur composite nanoparticles (12). The polyacrylonitrile-sulfur composite nanofibers (6) are present as nanofibers (8), the nanofiber (8) being coated with the polyacrylonitrile-sulfur composite nanoparticles (12). Furthermore, a method of manufacturing the electrode will be indicated.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft Elektrode, insbesondere eine kathodische Elektrode eines Lithium-Schwefel-Akkumulators. Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Elektrode angegeben.The invention relates to an electrode, in particular a cathodic electrode of a lithium-sulfur accumulator. Furthermore, a method for producing such an electrode is given.

Lithium-Ionen-Batterien besitzen von allen Batterietypen die zurzeit höchsten spezifischen Energien. Sie werden in vielen elektrischen Geräten verwendet. Bei der Elektrifizierung des Automobils sind sie derzeit der Batterietyp der Wahl. Eine der Hauptherausforderungen bei Elektroautos stellt die Reichweite des Fahrzeugs dar. Aus diesem Grund wird aktuell an neuen Batteriekonzepten geforscht, die höhere spezifische Energien versprechen als die bisher eingesetzten Lithium-Ionen-Batterien. Lithium-ion batteries currently have the highest specific energy of any battery type. They are used in many electrical devices. In the electrification of the automobile, they are currently the battery type of choice. One of the main challenges of electric cars is the range of the vehicle. For this reason, research is currently being conducted on new battery concepts that promise higher specific energies than the lithium-ion batteries used so far.

Ein vielversprechendes Konzept ist hierbei die Lithium-Schwefel-Technologie. Forschungszellen zeigten bereits spezifische Energien von 350 Wh/kg, was über den Energieinhalten von Lithium-Ionen-Batterien liegt (~200 Wh/kg). Allerdings weisen typische Lithium-Schwefel-Batterien momentan eine geringe Lebensdauer auf. Dies ist unter anderem auf die Reaktion von Polysulfiden mit Lithiummetallelektroden zurückzuführen. A promising concept here is lithium-sulfur technology. Research cells already showed specific energies of 350 Wh / kg, which is above the energy content of lithium-ion batteries (~ 200 Wh / kg). However, typical lithium-sulfur batteries currently have a short life. This is due, among other things, to the reaction of polysulfides with lithium metal electrodes.

Ein weiterführendes Konzept verwendet Polyacrylnitril-Schwefelkomposit als Kathodenaktivmaterial, bei dem der Schwefel an ein Polymergerüst gebunden ist. Eine Polyacrylnitril-Schwefelkomposit-Kathode weist eine sehr gute Zyklenbeständigkeit auf. Allerdings ist bei Polyacrylnitril-Schwefelkomposit aufgrund des geringeren Schwefelgehalts die erreichbare Kapazität geringer als bei klassischen Lithium-Schwefel-Zellen. Zudem sind die zurzeit erzielten Leistungsdaten noch nicht ausreichend.A further concept uses polyacrylonitrile-sulfur composite as cathode active material in which the sulfur is bound to a polymer backbone. A polyacrylonitrile-sulfur composite cathode has very good cycle stability. However, with polyacrylonitrile-sulfur composite due to the lower sulfur content, the achievable capacity is lower than in classical lithium-sulfur cells. In addition, the currently achieved performance data is not yet sufficient.

DE 10 2012 209 635 A beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines Polyacrylnitril-Schwefelkompositwerkstoffs, ausgehend von einem Matrixmaterial, fest, flüssig oder als Schmelze vorliegend, wobei Polyacrylnitril und gegebenenfalls Schwefel zu dem Matrixmaterial hinzugefügt wird, um eine Mischung aus Schwefel und Polyacrylnitril zu erzeugen, welche anschließend umgesetzt wird. Das Matrixmaterial ist ausgewählt aus der Gruppe umfassend unter anderem Schwefel und/oder Kohlenstoffmodifikationen. Beispielsweise kann eine elektrisch leitfähige Basis in Form des elektrisch leitenden, zyklisierten Polyacrylnitrils gebildet sein, welches mit dem elektrochemisch aktiven Schwefel umgesetzt wird, wobei dieser kovalent an das elektrisch leitende Gerüst aus zyklisiertem Polyacrylnitril unter Ausbildung eines Polyacrylnitril-Schwefelkompositwerkstoffs gebunden wird. DE 10 2012 209 635 A describes a process for producing a polyacrylonitrile-sulfur composite starting from a matrix material, solid, liquid or melt, wherein polyacrylonitrile and optionally sulfur is added to the matrix material to produce a mixture of sulfur and polyacrylonitrile, which is subsequently reacted. The matrix material is selected from the group comprising, among others, sulfur and / or carbon modifications. For example, an electrically conductive base may be formed in the form of the electrically conductive cyclized polyacrylonitrile which is reacted with the electrochemically active sulfur, which is covalently bonded to the cyclic polyacrylonitrile electroconductive framework to form a polyacrylonitrile-sulfur composite.

DE 10 2013 005 082 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenmaterials auf Basis von nanoskaligem Kohlenstoff, wobei in struktureller Hinsicht Partikel, Hohlkugeln, Stäbchen, Fasern, Röhrchen, Folien und Mischungen derselben in einer Dimensionierung im Nanometerbereich (1nm bis 10 µm) beschrieben sind. DE 10 2013 005 082 A1 bezieht sich dabei auf ein Kohlenstoff-Schwefelkomposit, welches als ein Elektrodenmaterial in Alkali-Schwefel-Batterien eingesetzt wird. Eine Schwefel-Vorläuferverbindung wird an und/oder in einer Kohlenstoff-Struktur adsorbiert und anschließend durch eine chemische Reaktion in elementaren Schwefel überführt. DE 10 2013 005 082 A1 discloses a method for producing an electrode material based on nano-scale carbon, wherein in structural terms particles, hollow spheres, rods, fibers, tubes, films and mixtures thereof in a dimensioning in the nanometer range (1nm to 10 microns) are described. DE 10 2013 005 082 A1 refers to a carbon-sulfur composite, which is used as an electrode material in alkali-sulfur batteries. A sulfur precursor compound is adsorbed on and / or in a carbon structure and then converted to elemental sulfur by a chemical reaction.

Batterien sollen möglichst hohe spezifische Energien und gute Leistungsdaten besitzen, insbesondere eine hohe C-Ratenfähigkeit, eine große Entladeleistung und eine geringe Wiederaufladezeit. Höhere spezifische Energien bedeuten bei Elektrofahrzeugen verlängerte Reichweiten. Die höhere Ratenfähigkeit verbessert beispielsweise die Schnelladefähigkeit einer Batterie. Eine Aufgabe der Erfindung ist daher die Herstellung und Bereitstellung von Polyacrylnitril-Schwefelkompositen mit erhöhtem Schwefelgehalt und verbesserter C-Ratenfähigkeit.Batteries should have the highest possible specific energies and good performance data, in particular a high C-rate capability, a high discharge capacity and a low recharging time. Higher specific energies mean extended ranges for electric vehicles. For example, the higher rate capability improves the quick-charging capability of a battery. It is therefore an object of the invention to produce and provide polyacrylonitrile sulfur composites with increased sulfur content and improved C-rate capability.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Elektrode, insbesondere eine kathodische, d. h. positive Elektrode eines Lithium-Schwefel-Akkumulators, mit einer Grundstruktur bereitgestellt, wobei die Grundstruktur ein Polyacrylnitril-Schwefelkomposit aufweist. Die Grundstruktur ist dabei aus Polyacrylnitril-Schwefelkomposit-Nanofasern und Polyacrylnitril-Schwefelkomposit-Nanopartikeln gebildet, wobei die Polyacrylnitril-Schwefelkomposit-Nanofasern als Nanovlies vorliegen und wobei das Nanovlies mit den Polyacrylnitril-Schwefelkomposit-Nanopartikeln beschichtet ist. According to a first aspect of the invention, an electrode, in particular a cathodic, d. H. a positive electrode of a lithium-sulfur accumulator, provided with a basic structure, wherein the basic structure comprises a polyacrylonitrile-sulfur composite. The basic structure is formed from polyacrylonitrile-sulfur composite nanofibers and polyacrylonitrile-sulfur composite nanoparticles, wherein the polyacrylonitrile-sulfur composite nanofibers are present as nano-nonwoven and wherein the nano-nonwoven is coated with the polyacrylonitrile-sulfur composite nanoparticles.

Im Rahmen der Erfindung wird als Faser ein Gebilde bezeichnet, welches im Verhältnis zu seiner Länge dünn ausgebildet ist. Der Faser kann ein mittlerer Durchmesser zugeordnet werden, wobei dies beispielsweise ein über die Länge durchschnittlicher, d. h. gemittelter Durchmesser sein kann. Die Faser ist bevorzugt mit einem Verhältnis Durchmesser zu Länge von mehr als 1:3 ausgebildet. Ein mittlerer Faserdurchmesser bezieht sich dabei auf einen Durchschnittswert über mehrere Fasern, der mit bekannten Mitteln bestimmt wird.In the context of the invention is referred to as a fiber structure, which is thin in relation to its length. The fiber may be assigned a mean diameter, for example, an average over the length, d. H. average diameter can be. The fiber is preferably formed with a diameter to length ratio greater than 1: 3. A mean fiber diameter refers to an average value over several fibers, which is determined by known means.

Als Partikel wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Gebilde bezeichnet, welches im Wesentlichen kugelförmig oder würfelförmig ausgebildet ist. Dem Partikel kann ein mittlerer Durchmesser zugeordnet werden, beispielsweise ausgehend von dem Schwerpunkt des Partikels und gemittelt über die Raumrichtungen.As particles in the context of the present invention, a structure is referred to, which is formed substantially spherical or cube-shaped. The particle can be assigned a mean diameter, for example starting from the center of gravity of the particle and averaged over the spatial directions.

Als Beschichtung des Nanovlieses wird im Rahmen der Erfindung ein Gebilde bezeichnet, welches nach einem Sprühbeschichten oder Tauchbeschichten auf dem Nanovlies entsteht. Bei der Tauchbeschichtung (so-genanntes Dip-Coating-Verfahren) wird das Nanovlies in eine Suspension, die die Partikel enthält, eingetaucht und wieder herausgezogen. Nachdem das Suspensionsmittel verdampft ist, verbleiben die Partikel auf dem Nanovlies. Dieser Vorgang kann mehrmals wiederholt durchgeführt werden. Über die Variation der Partikeleigenschaften, beispielsweise des durchschnittlichen Partikeldurchmessers, und der Herausziehgeschwindigkeiten usw., können die Eigenschaften der Beschichtung eingestellt werden.In the context of the invention, the coating of the nano-nonwoven is a structure which arises after spray-coating or dip-coating on the nano-nonwoven fabric. In dip coating (so-called dip-coating process), the nano-nonwoven is immersed in a suspension containing the particles, and pulled out again. After the suspending agent has evaporated, the particles remain on the nano-nonwoven. This process can be repeated several times. By varying the particle properties, for example, the average particle diameter, and the withdrawal speeds, etc., the properties of the coating can be adjusted.

Bevorzugt ist der mittlere Faserdurchmesser der Polyacrylnitril-Schwefelkomposit-Nanofasern von 5 bis 1000 nm ausgebildet, besonders bevorzugt von 400 bis 600 nm, insbesondere etwa 500 nm.Preferably, the average fiber diameter of the polyacrylonitrile-sulfur composite nanofibers of 5 to 1000 nm is formed, more preferably from 400 to 600 nm, in particular about 500 nm.

Bevorzugt ist der mittlere Partikeldurchmesser der Polyacrylnitril-Schwefelkomposit-Nanopartikel von 5 bis 1000 nm ausgebildet, besonders bevorzugt von 400 bis 600 nm, insbesondere etwa 500 nm.The average particle diameter of the polyacrylonitrile-sulfur composite nanoparticles is preferably from 5 to 1000 nm, particularly preferably from 400 to 600 nm, in particular approximately 500 nm.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist das Nanovlies Hohlräume auf, die von einem Dreifachen bis zu einem Sechsfachen des mittleren Faserdurchmessers variieren können. Die Größe der Hohlräume wird in bekannter Weise aus der Dichte des Nanovlieses, dem mittleren Faserdurchmesser, dem mittleren Partikeldurchmesser und der mittleren Faserlänge ermittelt. In a preferred embodiment, the nano-mat has voids that can vary from three times to six times the average fiber diameter. The size of the cavities is determined in a known manner from the density of the nanofiber, the average fiber diameter, the mean particle diameter and the average fiber length.

Der Schwefelgehalt der erfindungsgemäßen Elektrode, insbesondere kathodischen Elektrode eines Lithium-Schwefel-Akkumulators beträgt bis zu 45 Massen-%, insbesondere von 42 Massen-% bis 45 Massen-%. Ohne die Nanostruktur weist eine typische Polyacrylnitril-Schwefelkomposit-Kathode von 39 Massen-% bis 42 Massen-% Schwefel auf. Die Angabe „Massen-%“ bezieht sich dabei auf das Polyacrylnitril-Schwefelkomposit.The sulfur content of the electrode according to the invention, in particular cathodic electrode of a lithium-sulfur battery is up to 45% by mass, in particular from 42% by mass to 45% by mass. Without the nanostructure, a typical polyacrylonitrile-sulfur composite cathode will have 39 mass% to 42 mass% sulfur. The term "mass%" refers to the polyacrylonitrile-sulfur composite.

Nach einer Ausführungsform weist das Nanovlies Carbonnanoröhrchen und die Polyacrylnitril-Schwefelkomposit-Nanofasern auf.In one embodiment, the nanofiber comprises carbon nanotubes and the polyacrylonitrile-sulfur composite nanofibers.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrode, insbesondere einer kathodischen Elektrode eines Lithium-Schwefel-Akkumulators, wobei in einem ersten Schritt eine Vorstruktur aus Polyacrylnitrilnanofasern und Polyacrylnitrilnanopartikeln hergestellt wird und wobei die Vorstruktur in einem zweiten Schritt mit Schwefel zu einer Grundstruktur mit einem Polyacrylnitril-Schwefelkomposit synthetisiert wird. A further aspect of the invention relates to a method for producing an electrode, in particular a cathodic electrode of a lithium-sulfur accumulator, wherein in a first step, a preliminary structure of polyacrylonitrile nanofibers and polyacrylonitrile nanoparticles is produced and wherein the preliminary structure in a second step with sulfur to a basic structure is synthesized with a polyacrylonitrile-sulfur composite.

Die Vorstruktur wird dabei gemäß folgenden Schritten hergestellt:

  • a) Bereitstellen eines Nanovlieses aus Polyacrylnitrilnanofasern,
  • b) Bereitstellen von Polyacrylnitrilnanopartikeln und
  • c) Beschichten des Nanovlieses mit den Polyacrylnitrilnanopartikeln.
The preliminary structure is produced according to the following steps:
  • a) providing a nanofiber of polyacrylonitrile nanofibers,
  • b) providing polyacrylonitrile nanoparticles and
  • c) coating of the nanofiber with the polyacrylonitrile nanoparticles.

Die Vorstruktur wird durch Erhitzen des Polyacrylnitrils mit elementarem Schwefel synthetisiert. Strukturell entsteht dabei etwas, das im Rahmen der Erfindung ebenfalls als ein beschichtetes Nanovlies bezeichnet wird, da die Struktur bei der Synthese im Wesentlichen erhalten bleibt. The pre-structure is synthesized by heating the polyacrylonitrile with elemental sulfur. Structurally, this produces something which is also referred to as a coated nano-nonwoven in the context of the invention, since the structure is essentially retained in the synthesis.

Bevorzugt beträgt die Synthesetemperatur von 350 bis 500 °C, vorzugsweise von 400 bis 460 °C. Hierbei erfolgt der Umbau der Vorstruktur zur Grundstruktur besonders zuverlässig.Preferably, the synthesis temperature of 350 to 500 ° C, preferably from 400 to 460 ° C. Here, the conversion of the preliminary structure to the basic structure is particularly reliable.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform werden die Polyacrylnitrilnanofasern im Schritt a) durch Elektrospinnen hergestellt, wobei in einem elektrischen Feld aus einer Polyacrylnitrillösung Nanofasern gewonnen werden. Das Elektrospinnen kann beispielsweise unter Verwendung von Dimethylformamid (DMF) als Lösungsmittel und bei Raumtemperatur erfolgen.According to a preferred embodiment, the polyacrylonitrile nanofibers are produced in step a) by electrospinning, nanofibers being obtained in an electric field from a polyacrylonitrile solution. The electrospinning can be done, for example, using dimethylformamide (DMF) as a solvent and at room temperature.

Nach einer Ausführungsform werden beim Elektrospinnen außerdem Carbonnanoröhrchen in die Polyacrylnitril-Schwefelkomposit-Nanofasern eingebettet, so dass der Nanovlies die Carbonnanoröhrchen und die Polyacrylnitril-Schwefelkomposit-Nanofasern aufweist. Alternativ hierzu oder zusätzlich hierzu kann der Elektrode Kohlenstoff hinzugefügt sein, um eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit zu gewährleisten.In one embodiment, electrospinning also incorporates carbon nanotubes into the polyacrylonitrile-sulfur composite nanofibers, such that the nanofiber has the carbon nanotubes and the polyacrylonitrile-sulfur composite nanofibers. Alternatively, or in addition to this, carbon may be added to the electrode to provide sufficient electrical conductivity.

Das Beschichten im Schritt c) erfolgt bevorzugt mittels Tauchbeschichten unter Einsatz einer die Polyacrylnitrilnanopartikel und ein Suspensionsmittel enthaltenden Suspension. Das Suspensionsmittel wird bevorzugt nach dem Eintauchen des Nanovlieses verdampft. Geeignete und bevorzugte Suspensionsmittel sind organische Lösungsmittel, z. B. Tetrahydrofuran (THF), Cyclohexan oder auch Lösungsmittel, die das Polyacrylnitril aufquellen, zum Beispiel Toluol. Tauchbeschichten hat unter anderem den Vorteil, dass die Oberfläche vollständig bedeckt wird.The coating in step c) is preferably carried out by dip coating using a suspension containing the polyacrylonitrile nanoparticles and a suspending agent. The suspending agent is preferably evaporated after immersion of the nano-nonwoven. Suitable and preferred suspending agents are organic solvents, e.g. As tetrahydrofuran (THF), cyclohexane or solvents which swell the polyacrylonitrile, for example toluene. One of the advantages of dip coating is that the surface is completely covered.

Alternativ kann das Beschichten im Schritt c) mittels Sprühbeschichten erfolgen.Alternatively, the coating in step c) can be effected by means of spray coating.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Elektrode, insbesondere eine kathodische Elektrode eines Lithium-Schwefel-Akkumulators bereitgestellt, die nach einem der beschriebenen Verfahren herstellbar ist und einen Schwefelgehalt von bis zu 45 Massen-%, insbesondere von 42 Massen-% bis 45 Massen-% aufweist. According to a further aspect, an electrode, in particular a cathodic electrode of a lithium-sulfur accumulator, which can be produced by one of the processes described and has a sulfur content of up to 45% by mass, in particular from 42% by mass to 45% by mass, is provided. having.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Mit der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Schwefel-Polyacrylnitril-Komposits in Form eines Vlieses aus Nanofasern, beschichtet mit Nanopartikeln, ausgehend von Polyacrylnitril, sowie ein damit hergestelltes Produkt angegeben.The invention provides a process for preparing a sulfur-polyacrylonitrile composite in the form of a nonwoven fabric made of nanofibers coated with nanoparticles, starting from polyacrylonitrile, and a product produced therewith.

Es wurde erkannt, dass die Morphologie der Vorstruktur bei der Synthese im Wesentlichen konstant bleibt, was insbesondere Größenabmessungen der die Vorstruktur bildenden Elemente, d. h. Fasern, Partikel und Hohlräume betrifft. It was recognized that the morphology of the pre-structure remains substantially constant in the synthesis, which in particular measures the size of the elements forming the pre-structure, ie. H. Fibers, particles and cavities are concerned.

Im Vergleich zu bekannten Zusammensetzungen wird ein erhöhter Schwefelgehalt erzielt. Der Effekt ist unter anderem darauf zurückzuführen, dass ein Ausgangsmaterial, das aus einer Polyacrylnitrillösung als Nanofasern gewonnen wird, als Vlies oder Gewebe strukturiert wird. In comparison to known compositions, an increased sulfur content is achieved. The effect is due, among other things, to the fact that a starting material, which is obtained from a polyacrylonitrile solution as nanofibers, is structured as a fleece or fabric.

Es wurde erkannt, dass die Struktur und der Schwefelgehalt des Polyacrylnitril-Schwefelkomposits von der Ausgangsgeometrie bzw. von der verfügbaren Oberfläche des Polyacrylnitrils abhängen. Durch Verwendung der vorgeschlagenen nanoskaligen Strukturen in den angegebenen Größen und durch Anwendung der vorgeschlagenen Prozessparameter erhöht sich das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen bzw. Masse. Dadurch kann bei gleicher Polyacrylnitril-Ausgangsmenge mehr Schwefel eingebunden werden, was sich in der erhöhten spezifischen Kapazität der Elektrode zeigt. Darüber hinaus wirken sich die sich aus der Vernetzung des Vliesmaterials ergebenden nanoskaligen Transportwege für Elektronen und Ionen positiv auf die C-Ratenfähigkeit des Materials aus.It has been found that the structure and sulfur content of the polyacrylonitrile-sulfur composite depend on the starting geometry or on the available surface area of the polyacrylonitrile. By using the proposed nanoscale structures in the specified sizes and by applying the proposed process parameters, the ratio of surface to volume or mass increases. As a result, more sulfur can be incorporated with the same polyacrylonitrile starting amount, which is reflected in the increased specific capacity of the electrode. In addition, the nanoscale transport paths for electrons and ions resulting from the crosslinking of the nonwoven material have a positive effect on the C rate capability of the material.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der einzigen Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.An embodiment of the invention is illustrated in the single drawing and will be explained in more detail in the following description.

Es zeigtIt shows

1 eine Grundstruktur gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 1 a basic structure according to an embodiment of the invention.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen Grundstruktur 4 für eine kathodische Elektrode, wobei die Grundstruktur 4 Polyacrylnitril-Schwefelkomposit-Nanofasern 6 und Polyacrylnitril-Schwefelkomposit-Nanopartikel 12 aufweist. 1 shows a section of a basic structure according to the invention 4 for a cathodic electrode, the basic structure 4 Polyacrylonitrile Schwefelkomposit nanofibers 6 and polyacrylonitrile-sulfur composite nanoparticles 12 having.

Die Grundstruktur 4 besteht aus einer filzartigen Anordnung der Polyacrylnitril-Schwefelkomposit-Nanofasern 6. Die Polyacrylnitril-Schwefelkomposit-Nanofasern 6 erschaffen durchgehende Leitstrukturen. Durch die Beschichtung dieser filzartig angeordneten Polyacrylnitril-Schwefelkomposit-Nanofasern 6 mit den Polyacrylnitril-Schwefelkomposit-Nanopartikeln 12 erhöht sich die Oberfläche der Grundstruktur 4. Die Grundstruktur 4 liefert aufgrund der kurzen und durchgehenden Transportwege eine bessere Ratenfähigkeit. Durch die erhöhte Oberfläche weist die Grundstruktur 4 mit dem Schwefel-Polyacrylnitril-Komposit einen erhöhten Schwefelgehalt und damit eine erhöhte spezifische Kapazität auf.The basic structure 4 consists of a felt-like arrangement of the polyacrylonitrile-sulfur composite nanofibers 6 , The polyacrylonitrile-sulfur composite nanofibers 6 create continuous lead structures. By coating these felt-like polyacrylonitrile-sulfur composite nanofibers 6 with the polyacrylonitrile-sulfur composite nanoparticles 12 increases the surface of the basic structure 4 , The basic structure 4 provides better rate capability due to the short and continuous transport routes. Due to the increased surface, the basic structure 4 with the sulfur-polyacrylonitrile composite an increased sulfur content and thus an increased specific capacity.

Zur Herstellung der Grundstruktur 4 werden zunächst Polyacrylnitrilnanofasern beispielsweise durch Elektrospinnen hergestellt, wobei in einem elektrischen Feld aus einer Polyacrylnitrillösung Nanofasern gewonnen werden. Unter bekannten Bedingungen erhält man bei diesem Prozess ein Nanovlies 8, dessen Form und Größenabmessungen über den Nachfolgenden Schritt der Synthese im Wesentlichen konstant bleiben. Beispielsweise wird durch trockene Vernadelung oder durch Verfestigung, beispielsweise mit unter hohem Druck austretender Fluidstrahlen, ein Nanovlies 8 erzeugt. Das Nanovlies 8 wird mittels Sprühbeschichten oder Tauchbeschichten mit Polyacrylnitrilnanopartikeln beschichtet. Bei der Tauchbeschichtung (so-genanntes Dip-Coating-Verfahren) wird das Nanovlies 8 in eine Suspension, die die Polyacrylnitrilnanopartikel enthält, eingetaucht und wieder herausgezogen. Nachdem das Suspensionsmittel verdampft ist, verbleiben die Polyacrylnitrilnanopartikel auf dem Nanovlies 8. Dieser Vorgang kann mehrmals wiederholt durchgeführt werden. Über die Variation der Partikelgrößen, beispielsweise des durchschnittlichen Durchmessers der Partikel, der Herausziehgeschwindigkeiten usw., werden die Eigenschaften der Beschichtung eingestellt. Des Weiteren ergeben sich bei dem Herstellungsverfahren Hohlräume 10 im Nanovlies 8. Das derartig beschichtete Nanovlies 8 wird im Rahmen der Erfindung als Vorstruktur bezeichnet.For the production of the basic structure 4 For example, polyacrylonitrile nanofibers are first produced by electrospinning, nanofibers being obtained in an electric field from a polyacrylonitrile solution. Under known conditions, a nanofiber is obtained in this process 8th , whose shape and size dimensions remain substantially constant throughout the succeeding step of the synthesis. For example, by dry needling or by solidification, for example, with high pressure exiting fluid jets, a nano-nonwoven 8th generated. The nano-fleece 8th is coated by means of spray coating or dip coating with polyacrylonitrile nanoparticles. In the case of dip coating (so-called dip-coating process), the nano-nonwoven becomes 8th immersed in a suspension containing the polyacrylonitrile nanoparticles and withdrawn. After the suspending agent has evaporated, the polyacrylonitrile nanoparticles remain on the nano-mat 8th , This process can be repeated several times. By varying the particle sizes, for example, the average diameter of the particles, the withdrawal rates, etc., the properties of the coating are adjusted. Furthermore arise in the manufacturing process cavities 10 in the nano-fleece 8th , The thus coated nano-nonwoven 8th is referred to in the context of the invention as a preliminary structure.

In dem weiteren Schritt wird die Vorstruktur mit elementarem Schwefel gemischt. Hiernach wird die Vorstruktur mit dem elementaren Schwefel durch Erhitzen zu der in der Figur dargestellten Grundstruktur 4 mit dem Polyacrylnitril-Schwefelkomposit synthetisiert. Das Polyacrylnitril-Schwefelkomposit bildet das aktive Material der Elektrode.In the further step, the preliminary structure is mixed with elemental sulfur. Hereinafter, the pre-structure with the elemental sulfur by heating becomes the basic structure shown in the figure 4 synthesized with the polyacrylonitrile-sulfur composite. The polyacrylonitrile-sulfur composite forms the active material of the electrode.

In die elektrogesponnenen Polyacrylnitrilnanofasern können zusätzlich Carbonnanoröhrchen, sogenannte Carbonnanotubes (nicht dargestellt) eingebettet sein, was die intrinsische Leitfähigkeit des Polyacrylnitril-Schwefelkomposits erhöht. Carbon nanotubes, so-called carbon nanotubes (not shown) may additionally be embedded in the electrospun polyacrylonitrile nanofibers, which increases the intrinsic conductivity of the polyacrylonitrile-sulfur composite.

Die in 1 dargestellten Faserdurchmesser 14, Partikeldurchmesser 16 und Hohlraumgrößen 18 beziehen sich auf Durchschnittswerte und können mittels bekannten fachüblichen Methoden bestimmt werden, was nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist. Die Hohlräume 10 weisen eine Größe von einem Dreifachen bis zu einem Sechsfachen des mittleren Faserdurchmessers 14 auf. In the 1 represented fiber diameter 14 , Particle diameter 16 and cavity sizes 18 are based on average values and can be determined by means of known methods which are not subject of the present invention. The cavities 10 have a size from three times to six times the average fiber diameter 14 on.

Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.The invention is not limited to the embodiments described herein and the aspects highlighted therein. Rather, within the scope given by the claims a variety of modifications are possible, which are within the scope of expert action.

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Claims (10)

Elektrode, insbesondere kathodische Elektrode eines Lithium-Schwefel-Akkumulators, welche eine Grundstruktur (4) aufweist, die aus Polyacrylnitril-Schwefelkomposit-Nanofasern (6) und Polyacrylnitril-Schwefelkomposit-Nanopartikeln (12) gebildet ist, wobei die Polyacrylnitril-Schwefelkomposit-Nanofasern (6) als Nanovlies (8) vorliegen und wobei das Nanovlies (8) mit den Polyacrylnitril-Schwefelkomposit-Nanopartikeln (12) beschichtet ist.Electrode, in particular cathodic electrode of a lithium-sulfur accumulator, which has a basic structure ( 4 comprising polyacrylonitrile-sulfur composite nanofibers ( 6 ) and polyacrylonitrile-sulfur composite nanoparticles ( 12 ), wherein the polyacrylonitrile-sulfur composite nanofibers ( 6 ) as nano-nonwoven ( 8th ) and wherein the nano-nonwoven ( 8th ) with the polyacrylonitrile-sulfur composite nanoparticles ( 12 ) is coated. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Faserdurchmesser (14) der Polyacrylnitril-Schwefelkomposit-Nanofasern (6) von 5 bis 1000 nm, bevorzugt von 400 bis 600 nm ist und/oder dass der mittlere Partikeldurchmesser (16) der Polyacrylnitril-Schwefelkomposit-Nanopartikel (12) von 5 bis 1000 nm, bevorzugt von 400 bis 600 nm ist.Electrode according to Claim 1, characterized in that the mean fiber diameter ( 14 ) of polyacrylonitrile-sulfur composite nanofibers ( 6 ) is from 5 to 1000 nm, preferably from 400 to 600 nm, and / or that the mean particle diameter ( 16 ) of the polyacrylonitrile-sulfur composite nanoparticles ( 12 ) is from 5 to 1000 nm, preferably from 400 to 600 nm. Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nanovlies (8) Hohlräume (10) von einem Dreifachen bis zu einem Sechsfachen des mittleren Faserdurchmessers (14) aufweist.Electrode according to one of the preceding claims, characterized in that the nano-nonwoven ( 8th ) Cavities ( 10 ) from three times to six times the mean fiber diameter ( 14 ) having. Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode einen Schwefelgehalt von bis zu 45 Massen-%, insbesondere von 42 Massen-% bis 45 Massen-% aufweist.Electrode according to one of the preceding claims, characterized in that the electrode has a sulfur content of up to 45% by mass, in particular from 42% by mass to 45% by mass. Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nanovlies (8) Carbonnanoröhrchen und die Polyacrylnitril-Schwefelkomposit-Nanofasern (6) aufweist. Electrode according to one of the preceding claims, characterized in that the nano-nonwoven ( 8th ) Carbon nanotubes and the polyacrylonitrile-sulfur composite nanofibers ( 6 ) having. Verfahren zur Herstellung einer Elektrode, insbesondere einer kathodischen Elektrode eines Lithium-Schwefel-Akkumulators, wobei in einem ersten Schritt eine Vorstruktur aus Polyacrylnitrilnanofasern und Polyacrylnitrilnanopartikeln gemäß folgenden Schritte hergestellt wird: a) Bereitstellen eines Nanovlieses (8) aus Polyacrylnitrilnanofasern, b) Bereitstellen von Polyacrylnitrilnanopartikeln und c) Beschichten des Nanovlieses (8) mit den Polyacrylnitrilnanopartikeln, und wobei die Vorstruktur in einem zweiten Schritt mit Schwefel zu einer Grundstruktur (4) aus Polyacrylnitril-Schwefelkomposit synthetisiert wird.Process for producing an electrode, in particular a cathodic electrode of a lithium-sulfur battery, wherein in a first step a preliminary structure of polyacrylonitrile nanofibers and polyacrylonitrile nanoparticles is produced according to the following steps: a) provision of a nanofiber ( 8th ) of polyacrylonitrile nanofibers, b) provision of polyacrylonitrile nanoparticles and c) coating of the nanofiber ( 8th ) with the polyacrylonitrile nanoparticles, and wherein the preliminary structure in a second step with sulfur to a basic structure ( 4 ) is synthesized from polyacrylonitrile-sulfur composite. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Synthesetemperatur von 350 bis 500 °C, vorzugsweise von 400 bis 460 °C beträgt.A method according to claim 6, characterized in that the synthesis temperature of 350 to 500 ° C, preferably from 400 to 460 ° C. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyacrylnitrilnanofasern im Schritt a) durch Elektrospinnen hergestellt werden.A method according to claim 6 or 7, characterized in that the polyacrylonitrile nanofibers are produced in step a) by electrospinning. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichten im Schritt c) mittels Tauchbeschichten unter Einsatz einer die Polyacrylnitrilnanopartikel und ein Suspensionsmittel enthaltenden Suspension erfolgt, wobei das Suspensionsmittel nach dem Eintauchen des Nanovlieses (8) verdampft wird.Method according to one of the preceding claims 6 to 8, characterized in that the coating in step c) takes place by means of dip coating using a suspension containing the polyacrylonitrile nanoparticles and a suspending agent, wherein the suspending agent after immersion of the nanofiber ( 8th ) is evaporated. Elektrode, insbesondere kathodische Elektrode eines Lithium-Schwefel-Akkumulators, herstellbar nach einem der Verfahren gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9 und gekennzeichnet durch einen Schwefelgehalt von bis zu 45 Massen-%, insbesondere von 42 Massen-% bis 45 Massen-%.Electrode, in particular cathodic electrode of a lithium-sulfur accumulator, producible according to one of the methods according to one of claims 6 to 9 and characterized by a sulfur content of up to 45% by mass, in particular from 42% by mass to 45% by mass.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4231392A1 (en) 2022-02-18 2023-08-23 Theion GmbH Lithium metal host anode

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012209635A1 (en) 2012-06-08 2013-12-12 Robert Bosch Gmbh Process for producing a polyacrylonitrile-sulfur composite
DE102013005082A1 (en) 2012-08-09 2014-03-06 Volkswagen Aktiengesellschaft A process for the preparation of a carbon-sulfur composite, processable composite and electrode for an electrochemical cell comprising such

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9112240B2 (en) * 2010-01-04 2015-08-18 Nanotek Instruments, Inc. Lithium metal-sulfur and lithium ion-sulfur secondary batteries containing a nano-structured cathode and processes for producing same
DE102010018731A1 (en) * 2010-04-29 2011-11-03 Li-Tec Battery Gmbh Lithium-sulfur battery
US9281514B2 (en) * 2014-07-29 2016-03-08 Ford Global Technologies, Llc Batteries prepared by spinning
WO2016019544A1 (en) * 2014-08-07 2016-02-11 Robert Bosch Gmbh Sulfur-polyacrylonitrile composite, preparation and use thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012209635A1 (en) 2012-06-08 2013-12-12 Robert Bosch Gmbh Process for producing a polyacrylonitrile-sulfur composite
DE102013005082A1 (en) 2012-08-09 2014-03-06 Volkswagen Aktiengesellschaft A process for the preparation of a carbon-sulfur composite, processable composite and electrode for an electrochemical cell comprising such

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