[發明專利]硫鋰電池

有效

• 申請號: 201711004313.4
• 申請日: 2017-10-24
• 公開（公告）號: CN109088055B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 胡小玲;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 蘇州市相城區渭塘城鄉發展有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62;H01M10/0525;H01M10/0569
• 代理公司: 廣州博士科創知識產權代理有限公司 44663
• 代理人: 梁志標

本發明涉及一種硫鋰電池，包括正極電極片、負極電極片、電池隔膜和電解液；將正極材料、導電劑、粘結劑、溶劑進行攪拌混勻制得混合漿料，然后將混合漿料均勻涂敷在鋁箔上面、真空干燥處理后制得正極電極片；負極電極片為金屬鋰片，電池隔膜為聚丙烯多孔膜；電解液包括溶劑A、溶劑B和LiTFSI，電解液中LiTFSI的濃度為2～3mol/L，LiTFSI和溶劑A的摩爾比為1：(1.5～2.5)；溶劑A為DMC、DEC、DOL、DME中一者或者多者的混合物；溶劑B為六氟異丙基甲醚。上述技術方案，可有效提高硫鋰電池循環穩定性、減小放電容量的衰減。

技術領域

本發明涉及一種硫鋰電池。

背景技術

鋰硫電池因其具有高理論能量密度、對環境污染小的優點近年來備受關注。但是目前研發出來的鋰硫電池還是存在一些缺陷，如，鋰硫電池在充放電過程中，會產生穿梭效應，造成活性物質的不可逆損失，導致電池容量衰減；同時鋰硫電池在充放電過程中，產生的多硫化鋰會在負極沉積，使得鋰負極有鋰枝晶生成，導致鋰硫電池的循環穩定性變差。

發明內容

本發明的目的就是提供一種硫鋰電池及其正極改性材料，其能夠在一定的程度上對上述缺陷進行克服，提高鋰硫電池正極材料的電化學性能，循環過程中放電容量衰減小。

為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案:

一種硫鋰電池，包括正極電極片、負極電極片、電池隔膜和電解液；

正極電極片制取方法為:將正極材料、導電劑、粘結劑、溶劑進行攪拌混勻制得混合漿料，然后將混合漿料均勻涂敷在鋁箔上面、真空干燥處理后制得正極電極片；負極電極片為金屬鋰片，電池隔膜為聚丙烯多孔膜；

電解液包括溶劑A、溶劑B和LiTFSI，電解液中LiTFSI的濃度為2～3mol/L，LiTFSI和溶劑A的摩爾比為1：(1.5～2.5)；溶劑A為DMC(碳酸二甲酯)、DEC(碳酸二乙酯)、DOL(1,3-二氧戊環)、DME(乙二醇二甲醚)中一者或者多者的混合物；溶劑B為六氟異丙基甲(基)醚。

進一步的方案為：

正極材料的制備方法為:將空心石墨烯球分散于無水乙醇中，加入鈦酸四丁酯反應，制得二氧化鈦包覆的空心石墨烯球，將二氧化鈦包覆的空心石墨烯球和硫粉先在球磨罐內球磨混合、然后進行熱熔摻硫處理制得正極材料。

空心石墨烯球采用如下方法制取得到:配制氧化石墨烯水溶液，將二氧化硅超聲分散至溶劑A中配制成二氧化硅分散液，將配置好的氧化石墨烯水溶液和二氧化硅分散液混合并超聲分散處理得到混合液A，將混合液A在噴霧干燥設備中噴霧干燥得到材料A，然后將材料A倒入氫氟酸中浸泡脫除二氧化硅制得空心石墨烯球。

導電劑為乙炔黑、粘結劑為聚偏氟乙烯、溶劑為N-甲基吡咯烷酮，將正極材料、乙炔黑和聚偏氟乙烯按質量比75:15:10的配比進行混合，N-甲基吡咯烷酮在混合漿料中的質量比為1wt％。

混合液A為去離子水、乙醇、乙二醇、正丁醇中的一種。

具體的方案為：

正極材料的制備方法為:將空心石墨烯球分散于無水乙醇中，然后加入鈦酸四丁酯進行反應，制得二氧化鈦包覆的空心石墨烯球，空心石墨烯球和鈦酸四丁酯取用的質量比為1:30，將二氧化鈦包覆的空心石墨烯球和硫粉按照1:5的質量比在球磨罐內球磨混合3h、將球磨后的混合物放入管式爐內氬氣氣氛中200℃熱處理10h制得正極材料。