硫碳复合物以及包含其的锂二次电池用正极和锂二次电池
阅读说明：本技术 硫碳复合物以及包含其的锂二次电池用正极和锂二次电池 (Sulfur-carbon composite, and positive electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising same ) 是由 金秀炫 金奉洙 于 2020-05-29 设计创作，主要内容包括：本发明涉及：硫碳复合物,所述硫碳复合物包含涂布有掺杂有掺杂剂的噻吩类聚合物的多孔碳材料和在所述多孔碳材料的内部和表面的至少一部分中的硫；以及包含所述硫碳复合物的锂二次电池用正极和锂二次电池。(The present invention relates to: a sulfur-carbon composite comprising a porous carbon material coated with a thiophene-based polymer doped with a dopant and sulfur in at least a portion of the interior and surface of the porous carbon material; and a positive electrode for a lithium secondary battery and a lithium secondary battery comprising the sulfur-carbon composite.)
技术领域
本申请要求基于2019年6月14日提交的韩国专利申请第10-2019-0070378号的优先权的权益，通过引用将其全部内容并入本文中。
本发明涉及一种硫碳复合物以及包含其的锂二次电池用正极和锂二次电池。
背景技术
近来，对能量存储技术的兴趣日益增加。随着其应用领域扩展到用于移动电话、便携式摄像机、笔记本电脑、甚至是电动车辆的能源，正在越来越具体地努力进行对电化学装置的研究和开发。
在这方面，电化学装置是最值得关注的领域，其中，能够充电/放电的二次电池的开发是关注的焦点。近来，在开发这些电池时，已经对新型电极和电池的设计进行了研究和开发，以提高容量密度和能量效率。
在目前应用的二次电池中，在20世纪90年代初期开发的锂二次电池引起了更多关注，因为其优点是其工作电压和能量密度比传统电池的更高，所述传统电池例如为使用水溶液形式的电解液的Ni-MH、Ni-Cd和硫酸铅电池。
特别地，锂硫(Li-S)电池是使用具有S-S键(硫-硫键)的硫类材料作为正极活性材料并使用锂金属作为负极活性材料的二次电池。所述锂硫电池的优势在于，作为正极活性材料的主要材料的硫具有资源非常丰富、无毒且原子量低。另外，锂硫电池的理论放电容量为1675mAh/g硫，且其理论能量密度为2600Wh/kg。因为锂硫电池的能量密度远高于目前正在研究的其他电池系统的理论能量密度(Ni-MH电池：450Wh/kg，Li-FeS电池：480Wh/kg，Li-MnO2电池：1000Wh/kg，Na-S池：800Wh/kg)，所以锂硫电池是迄今开发的电池中最有前景的电池。
在锂硫电池的放电期间，在负极处发生锂的氧化反应，并且在正极处发生硫的还原反应。硫在放电之前具有环状S8结构。在还原反应(放电)期间，随着S-S键的断裂，S的氧化数降低，并且在氧化反应(充电)期间，随着S-S键的再次形成，S的氧化数升高。使用如上所述的氧化-还原反应来储存和产生电能。在这些反应期间，通过还原反应将硫从环状S8结构转化成多硫化锂(Li2Sx，x＝8、6、4、2)的线性结构，最终，当多硫化锂被完全还原时，最后产生硫化锂(Li2S)。通过还原成各种多硫化锂的过程，锂硫电池的放电行为的特征表现出与锂离子电池不同的阶段性的放电电压。
然而，在这种锂硫电池的情况下，由于寿命特性低而存在难以商业化的问题。
这能够归因于如下事实：从正极溶出的多硫化锂(LPS)移动到负极，直接在负极表面上引起副反应，从而降低了电池的容量并缩短了寿命。另一个原因可能是如下事实：电解液在作为正极活性材料的多孔碳材料的表面上分解，因此由于电解液的损耗而缩短了寿命。
目前，已经对防止多硫化锂的溶出进行了大量研究，但是对防止电解液发生分解反应的研究仍然不足。
因此，需要进行研究以通过防止电解液的分解来改善锂硫电池的寿命特性。
现有技术文献
[专利文献]
韩国未决的专利公布第10-2016-0134092号