基于超支化超结构的先进单片硫晶片状阴极及其制造方法与流程

文档序号:33163586发布日期:2023-02-04 01:06阅读:来源:国知局

技术特征:
1.用于可充电电池的阴极,其具有结晶单片硫结构阴极体,即生长的硫晶片,其包括作为活性电极材料的孪生硫晶体的异质支化和/或超支化结构。2.根据权利要求1所述的阴极,其特征在于,活性电极材料,优选为单片硫结构阴极体,其还包含具有不同晶格的至少两种硫同素异形体的组合。3.根据权利要求1或2所述的阴极,其特征在于,单片硫结构阴极体包括优选工程化的硫超结构,优选更高阶和/或对齐的结构。4.根据权利要求1至3中任一项所述的阴极,其特征在于,单片硫结构阴极体包含至少3层对齐和/或交织的中空管状硫纳米管和/或纳米纤维和/或微管和/或微纤维和/或皮芯纤维结构。5.根据权利要求1至4中任一项所述的阴极,其特征在于,在单个结晶实体的内核与外壳之间具有密度梯度,所述单个结晶实体有例如结晶单片硫结构阴极体的纳米管和/或纳米纤维和/或微管和/或微纤维和/或皮芯纤维结构。6.根据权利要求1至5中任一项所述的阴极,其特征在于,单片硫结构阴极体中硫的总质量含量≥硫同素异形体的92%wt,优选为>95%wt,更优选为>98%或更多,和/或其中单片晶片状阴极中存在的硫的重量含量≥85%wt或更多。7.根据权利要求1至6中任一项所述的阴极,其特征在于,单片硫结构阴极体是自支撑的。8.根据权利要求1至7中任一项所述的阴极,其特征在于,单片硫结构阴极体独立于任何种类的优选附加的内部的支撑体而提供,所述支撑体例如为三维石墨烯泡沫,电极材料将被携带和/或承载在所述支撑体中或其上。9.根据权利要求1至8中任一项所述的阴极,其特征在于,单片硫结构阴极体独立于任何种类的异质的支撑体而提供,所述支撑体例如为三维石墨烯泡沫,电极材料将被携带和/或承载在所述支撑体中或其上。10.根据权利要求1至9中任一项所述的阴极,其特征在于,硫晶片的结构完整性由硫晶体结构和/或多晶结构提供,因此由生长的结晶实体本身提供。11.根据权利要求1至10中任一项所述的阴极,其特征在于,
单片硫结构阴极体在其外边缘和/或表面上保持导电且离子可渗透的层,所述层是单片硫晶片的不可分离的整体部分。12.具有根据权利要求1至11中任一项所述的阴极的电池。13.一种生产支化和/或超支化的单片硫结构阴极体的方法,即生产硫晶片的方法,其中在95℃至120℃的温度下,对齐的单片硫晶体从存在于含硫母液的晶种中直接生长出来,随后在-8℃至-210℃之间对所产生的单片单斜硫结构进行淬火。

技术总结
本发明涉及一种用于可充电电池的阴极,其具有单片硫结构阴极体,即硫晶片,其包括作为活性电极材料的孪生硫晶体的异质支化和/或超支化结构。支化结构。支化结构。


技术研发人员:M
受保护的技术使用者:泰恩有限责任公司
技术研发日:2021.05.19
技术公布日:2023/2/3
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