正极材料、二次电池及用电装置的制作方法

本申请涉及电池，具体涉及一种正极材料、二次电池及用电装置。

背景技术：

1、二次电池，例如锂硫电池以其高能量密度和低成本等优点，在电动汽车、可穿戴设备等领域具有广泛的应用前景。

2、锂硫电池在充放电过程中生成的可溶性多硫化物溶解在电解液中并在浓度差作用下向负极迁移引起的“穿梭效应”，导致不可逆的正极硫损失，负极持续腐蚀，电解液消耗异常，最终导致锂硫电池较低的放电容量和较差的循环稳定性。因此，解决多硫化物的“穿梭效应”对于充分发挥锂硫电池的潜力至关重要。

3、鉴于此，提出本申请。

技术实现思路

1、本申请的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种正极材料、二次电池及用电装置，本申请的正极材料能够有效的提高导电性，有效的吸附多硫化物及催化多硫化物的转化，从而抑制多硫化物穿梭，有利于电子的传递，可以有效提高二次电池的电化学性能。

2、为实现上述目的，本申请的第一方面提供了一种正极材料，包括namb、碳纳米纤维和硫，其中，n为cr、sr、w、y、fe、co、pt、zr、hf、ta、mo、tc、mn、nb、bi中的至少一种，m为nbo43-、vo43-、mno42-、bio33-、sno32-、wo42-、moo42-中的至少一种，1≤a≤3，1≤b≤7。

3、作为本申请的实施方案，所述namb、碳纳米纤维的质量比为(0.1～2.4)：1。

4、作为本申请的实施方案，所述正极材料的载硫量为0.9～20mg/cm2。

5、作为本申请的实施方案，所述正极材料的电子顺磁共振波谱在g因子为1.99～2.005处存在特征峰。

6、作为本申请的实施方案，所述正极材料的电子顺磁共振波谱在g因子为1.5～1.98处存在特征峰；和/或

7、所述正极材料的电子顺磁共振波谱在g因子为2.006～4处存在特征峰。

8、作为本申请的实施方案，所述正极材料为自支撑材料，所述正极材料的厚度为30～300μm。

9、作为本申请的实施方案，所述正极材料具有介孔结构和微孔结构，所述微孔的孔径为d1nm，所述介孔的孔径为d2nm，满足：1≤d1＜2，2≤d2≤20。

10、作为本申请的实施方案，所述正极材料的密度为1.0～3.0g/cm3。

11、本申请的第二方面提供了一种二次电池，包括正极极片，所述正极极片包含上述所述的正极材料。

12、本申请的第三方面提供了一种用电装置，包括上述所述的二次电池，所述二次电池作为所述用电装置的供电电源。

13、本申请的有益效果在于：本申请的正极材料包括namb、碳纳米纤维和硫，其中n为高氧化态过渡金属，m为金属酸根，能够形成三维导电网络结构，能够有效的提高导电性，有效的吸附多硫化物及催化多硫化物的转化，从而抑制多硫化物穿梭，避免正极材料的损失，同时所述的三维导电网络结构，不仅提供了大量存储硫单质的空间，此外由于碳纳米纤维的存在，既能承受在锂化过程中硫的体积膨胀，又能够提供丰富的电子通路，有利于电子的传递，可以有效提高二次电池的电化学性能。

技术特征：

1.一种正极材料，其特征在于，包括namb、碳纳米纤维和硫，其中，n为cr、sr、w、y、fe、co、pt、zr、hf、ta、mo、tc、mn、nb、bi中的至少一种，m为nbo43-、vo43-、mno42-、bio33-、sno32-、wo42-、moo42-中的至少一种，1≤a≤3，1≤b≤7。

2.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述namb、碳纳米纤维的质量比为(0.1～2.4)：1。

3.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料的载硫量为0.9～20mg/cm2。

4.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料的电子顺磁共振波谱在g因子为1.99～2.005处存在特征峰。

5.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料的电子顺磁共振波谱在g因子为1.5～1.98处存在特征峰；和/或

6.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料为自支撑材料，所述正极材料的厚度为30～300μm。

7.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料具有介孔结构和微孔结构，所述微孔的孔径为d1nm，所述介孔的孔径为d2nm，满足：1≤d1＜2，2≤d2≤20。

8.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料的密度为1.0～3.0g/cm3。

9.一种二次电池，其特征在于，包括正极极片，所述正极极片包含权利要求1～8任一项所述的正极材料。

10.一种用电装置，其特征在于，包括权利要求9所述的二次电池，所述二次电池作为所述用电装置的供电电源。

技术总结本申请公开了一种正极材料、二次电池及用电装置，属于电池技术领域。一种正极材料包括NaMb、碳纳米纤维和硫，其中，N为Cr、Sr、W、Y、Fe、Co、Pt、Zr、Hf、Ta、Mo、Tc、Mn、Nb、Bi中的至少一种，M为NbO43‑、VO43‑、MnO42‑、BiO33‑、SnO32‑、WO42‑、MoO42‑中的至少一种，1≤a≤3，1≤b≤7。本申请的正极材料能够有效的提高导电性，有效的吸附多硫化物及催化多硫化物的转化，从而抑制多硫化物穿梭，有利于电子的传递，可以有效提高二次电池的电化学性能。技术研发人员：张建华,李煜杰,李臻,宋飞飞,梁倩雯受保护的技术使用者：欣旺达动力科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/5