[發(fā)明專利]一種全封裝硫電極

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610522987.2
• 申請日: 2016-07-04
• 公開（公告）號: CN107579200B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程寒松;孫玉寶;李中;李雪奎;鄧邵峰
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州聚力氫能科技有限公司
• 主分類號: H01M4/13
• 分類號: H01M4/13;H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 杭州宇信知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 33231
• 代理人: 張宇娟;代轉(zhuǎn)嫚

1.一種全封裝硫電極，其特征在于：硫正極片位于兩片導(dǎo)電復(fù)合膜之間，并對膜的邊緣進(jìn)行密封，所述的導(dǎo)電復(fù)合膜包括導(dǎo)電碳素材料，功能添加劑和粘接劑；所述的導(dǎo)電碳素材料可選自微孔碳、介孔碳、石墨烯、碳納米管、活性炭、碳納米纖維、石墨嵌層、超導(dǎo)碳黑、珍珠黑、乙炔黑、XC-72、科琴黑中的一種或幾種的組合；功能添加劑選自無機(jī)氧化物顆粒、支化單離子傳導(dǎo)聚合物電解質(zhì)離聚物、聚季銨鹽中的一種或者多種；粘接劑選自聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、（聚偏氟乙烯-六氟丙烯）共聚物、聚氧化乙烯、明膠、阿拉伯膠、羧甲基纖維素鈉、海藻酸鈉、β-環(huán)糊精、聚乙烯吡咯烷酮、聚多巴胺中的一種或幾種；所述導(dǎo)電復(fù)合膜在溶劑的作用下發(fā)生部分溶脹，然后將兩片溶脹后的膜進(jìn)行正面擠壓，干燥后實(shí)現(xiàn)了粘接密封的目的。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全封裝硫電極，所述的無機(jī)氧化物選自Al₂O₃，Ti₄O₇，TiO₂，MnO₂，V₂O₅納米顆粒。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全封裝硫電極，導(dǎo)電碳素材料，功能添加劑和粘接劑的質(zhì)量比是1-5:1-5:1-5。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全封裝硫電極，所述的支化單離子傳導(dǎo)聚合物電解質(zhì)，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下：

其中，R₁的結(jié)構(gòu)為：

或

R₂的結(jié)構(gòu)為：

或。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全封裝硫電極，所述的聚季銨鹽，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下：

， R是聚砜，聚醚砜，聚醚醚酮。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全封裝硫電極，其外形為正圓、三角形或者正方形，厚度在30至100μm之間，硫正極片的直徑在4至10 mm之間，導(dǎo)電復(fù)合膜的直徑在8至18mm之間，且硫正極片的尺寸小于導(dǎo)電復(fù)合膜的尺寸。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全封裝硫電極，在對膜邊緣進(jìn)行密封時(shí)使用的溶劑為N-甲基吡咯烷酮、異丙醇、乙醇、二甲亞砜、N,N’-二甲基甲酰胺、水、N,N’-二甲基乙酰胺、四氫呋喃、乙醚中的一種或幾種。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全封裝硫電極，其特征在于所述的硫正極片由含硫活性材料與導(dǎo)電炭、粘結(jié)劑按一定質(zhì)量比組成，且硫正極片中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20 wt%至80 wt%。

9.一種雙層導(dǎo)電復(fù)合膜全封裝硫正極結(jié)構(gòu)在鋰硫電池中的應(yīng)用，該應(yīng)用為：以權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)所述的全封裝的硫電極作為正極，商業(yè)聚乙烯或聚丙烯膜作為隔膜，金屬鋰片作為負(fù)極，與商業(yè)電解液組裝成電池。