[發明專利]一種全固態鋰硫電池的制備方法

在審

• 申請號: 201610142043.2
• 申請日: 2016-03-11
• 公開（公告）號: CN105633479A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 何平;徐豐;周豪慎
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮;熊玉瑋

1.一種全固態鋰硫電池的制備方法，其特征在于該制備方法的步驟如下：

（1）按照重量之比Li₂CO₃：Al₂O₃：GeO₂：NH₄H₂PO₄=3:1:9:20稱取各種物質，放入球磨罐中以300rpm的轉速球磨4小時；

（2）將步驟（1）得到的混合粉末轉移至馬弗爐中，在空氣氣氛中600℃加熱1小時；

（3）將步驟（2）得到的混合粉末轉移至球磨罐中，以300rpm的轉速球磨4小時；

（4）將步驟（3）得到的混合粉末轉移至馬弗爐中，在空氣氣氛中900℃加熱10小時；

（5）將步驟（4）得到的混合粉末轉移至球磨罐中，以300rpm的轉速球磨4小時；

（6）將步驟（5）得到的混合粉末轉移到模具中，以30MPa的壓力壓10分鐘，得到圓形電解質片；

（7）將步驟（6）得到的圓形電解質片，其直徑為12mm，厚度為1mm，轉移至馬弗爐中，在空氣氣氛中900℃加熱10小時，得到目標產物固態電解質片；

（8）將步驟（7）得到的固態電解質片放入蒸鍍儀中，在氬氣氣氛中加熱放有金屬鋰片的蒸發舟，使蒸發的金屬鋰沉積到固態電解質片的另一面上；

（9）將硫和多壁碳納米管按照質量比4:1混合并研磨，使其混合均勻；

（10）將步驟（9）中得到混合粉末放入管式爐中，在氬氣氣氛中以165℃加熱10小時，自然冷卻；

（11）將步驟（10）得到的混合粉末用粘結劑按照質量比85:15混合，使用磁力攪拌并加入5ml的NMP分散使其成為均勻漿料；

（12）將步驟（11）得到的漿料均勻涂在步驟（8）得到的固態電解質片的一面上并烘干；

（13）將離子液體二(三氟甲基磺酰)1-乙基-3-甲基咪唑滴加在步驟（12）得到的固態電解質片涂有漿料的一面上；

（14）將步驟（13）得到的固態電解質片轉移到氬氣氣氛手套箱中，用鋁塑包裝把固態電解質片包覆并熱封起來。

2.根據權利要求1所述一種全固態鋰硫電池的制備方法，其特征在于步驟（1）中球磨的球質比為4:1。

3.根據權利要求1所述一種全固態鋰硫電池的制備方法，其特征在于步驟（2）、（4）、（7）中升溫速率為2℃/min。

4.根據權利要求1所述一種全固態鋰硫電池的制備方法，其特征在于步驟（3）、（5）中球磨的球質比為2:1。

5.根據權利要求1所述一種全固態鋰硫電池的制備方法，其特征在于步驟（11）中粘結劑為PVDF。

6.根據權利要求1所述一種全固態鋰硫電池的制備方法，其特征在于步驟（12）中的烘干加熱溫度為80℃。

7.根據權利要求1所述一種全固態鋰硫電池的制備方法，其特征在于步驟（8）中的蒸鍍時間為1小時。

8.根據權利要求1所述一種全固態鋰硫電池的制備方法，其特征在于步驟（13）中滴加的離子液體為0.05ml。