[發(fā)明專利]一種采用預(yù)鋰化的碳族材料做負(fù)極的鋰硫電池及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611069774.5
• 申請日: 2016-11-29
• 公開（公告）號: CN108123101B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳劍;徐磊
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類號: H01M4/1393
• 分類號: H01M4/1393;H01M4/1395;H01M4/36;H01M4/38;H01M4/587;H01M10/052;H01M10/0567;H01M10/058;H01M10/42
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.一種采用預(yù)鋰化的碳族材料做負(fù)極的鋰硫電池的制備方法；其特征在于：

（1）將碳族材料、導(dǎo)電碳、粘結(jié)劑按照比例混合制備漿料，隨后將漿料均勻涂敷在多孔集流體的單面上，并在真空烘箱中烘干備用；

（2）將上述單面涂敷有負(fù)極材料的多孔集流體裁成極片；

（3）將鋰帶裁成與極片形狀相同的鋰片后，放置在兩個極片之間，且鋰片與極片未涂漿料層側(cè)緊貼，隨后用輥壓機(jī)將三者緊密壓制在一起，這樣就形成了中間有鋰夾層的碳族復(fù)合物負(fù)極結(jié)構(gòu)；

（4）以硫碳復(fù)合物為正極，以（3）中制備的中間有鋰夾層的碳族材料為負(fù)極，與隔膜及含有添加劑的電解液組裝成電池；

（5）把制作好的電池靜置使碳負(fù)極材料鋰化。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰硫電池的制備方法，其特征在于：所述的碳族材料為石墨、軟碳微納顆粒、硬碳微納顆粒、碳纖維、碳納米管、硅納米顆粒、硅二維納米線、硅碳復(fù)合物納米顆粒、鍺納米顆粒、鍺二維納米線、鍺碳復(fù)合物納米顆粒、錫氧化物、錫基合金納米顆粒的一種或二種以上；

所述的導(dǎo)電碳可以是乙炔黑、科琴黑、Super P、碳纖維、碳納米管中的一種或二種以上；

所述的粘結(jié)劑為聚四氟乙烯（PTFE）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、羧甲基纖維素（CMC）、丁苯橡膠（SBR）、聚丙烯酸（PAA）、明膠、環(huán)糊精、海藻酸鈉、LA系列水性粘結(jié)劑中的一種或二種以上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋰硫電池的制備方法，其特征在于：碳族材料、導(dǎo)電碳、粘結(jié)劑三者混合物中各物質(zhì)的質(zhì)量含量為：碳族材料50-90%，導(dǎo)電碳5-40%，粘結(jié)劑5-10%。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰硫電池的制備方法，其特征在于：所述的多孔集流體為腐蝕多孔金屬箔、沖孔金屬箔、多孔碳布或多孔導(dǎo)電聚合物膜。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的鋰硫電池的制備方法，其特征在于：所述的多孔集流體厚度為5-30μm，孔隙率為5%-70%，孔徑為0.3-800μm，金屬箔為銅箔或鎳箔。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰硫電池的制備方法，其特征在于：極片裁成的形狀為矩形，矩形鋰片的長度和寬度較矩形負(fù)極片的長度和寬度各少2mm-8mm；所述的鋰片厚度為10-400μm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰硫電池的制備方法，其特征在于：多孔集流體上碳族負(fù)極漿料層的厚度為30-150μm。