[發(fā)明專利]全石墨鋰硫電池及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810084961.3
• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN108321438B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 左朋建;何夢雪;李素麗;高云智;徐延銘;李俊義
• 申請（專利權(quán)）人: 珠海光宇電池有限公司
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058;H01M4/36;H01M4/38;H01M4/587;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 廣東朗乾律師事務(wù)所 44291
• 代理人: 楊煥軍

1.全石墨鋰硫電池的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

制備正極極片：將多孔石墨與單質(zhì)硫以2～5:5～8的質(zhì)量比混合，將硫負(fù)載到多孔石墨中，制得石墨/硫復(fù)合材料，將石墨/硫復(fù)合材料與導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑混合，加入溶劑制得正極漿料，將正極漿料涂覆于正極集流體上，干燥后得到正極極片；

制備負(fù)極極片：將多孔石墨與導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑混合，加入溶劑制得負(fù)極漿料，將負(fù)極漿料涂覆于負(fù)極集流體上，干燥后得到多孔石墨負(fù)極，將多孔石墨負(fù)極進(jìn)行預(yù)鋰化處理，得到嵌鋰石墨負(fù)極；

組裝電池：將正極極片、嵌鋰石墨負(fù)極、隔膜組裝在一起，加入電解液制成鋰硫電池；

所述多孔石墨采用以下方法制得：將商用石墨球磨，細(xì)化粒徑，然后與造孔劑一起分散到溶劑中，然后進(jìn)行二次造粒得到前驅(qū)體；將前驅(qū)體進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，實(shí)現(xiàn)拓孔，除去造孔劑，干燥后得到多孔石墨。

2.全石墨鋰硫電池的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

制備多孔石墨電極：將多孔石墨與導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑混合，加入溶劑制得電極漿料，將電極漿料涂敷于集流體上，干燥后得到多孔石墨電極；

制備負(fù)極極片：將多孔石墨電極進(jìn)行預(yù)鋰化處理，得到嵌鋰石墨負(fù)極；

組裝電池：將多孔石墨電極、嵌鋰石墨負(fù)極、隔膜組裝在一起，先將含有長鏈多硫化鋰的溶液滴加到正極集流體表面，然后再加入電解液，得到鋰硫電池；

所述多孔石墨采用以下方法制得：將商用石墨球磨，細(xì)化粒徑，然后與造孔劑一起分散到溶劑中，然后進(jìn)行二次造粒得到前驅(qū)體；將前驅(qū)體進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，實(shí)現(xiàn)拓孔，除去造孔劑，干燥后得到多孔石墨。

3.如權(quán)利要求1或2所述的全石墨鋰硫電池的制備方法，其特征在于：將多孔石墨與造孔劑按1:4的質(zhì)量比分散到溶劑中，得到的溶液的固含量為10～30％。

4.如權(quán)利要求1所述的全石墨鋰硫電池的制備方法，其特征在于：制備正極極片的步驟中，采用熔融擴(kuò)散法或者原位載硫法將硫負(fù)載到多孔石墨中，制得石墨/硫復(fù)合材料。

5.如權(quán)利要求1或2所述的全石墨鋰硫電池的制備方法，其特征在于：制備負(fù)極極片的步驟中，采用電池充放電法或蒸鍍、熱壓或通過在極片表面滴加金屬鋰粉末溶液對多孔石墨負(fù)極進(jìn)行預(yù)鋰化，得到嵌鋰石墨負(fù)極。

6.如權(quán)利要求2所述的全石墨鋰硫電池的制備方法，其特征在于：所述含有長鏈多硫化鋰的溶液為含有1M Li₂S₈或Li₂S₆的DOL/DME＝1:1溶液。

7.如權(quán)利要求2或6所述的全石墨鋰硫電池的制備方法，其特征在于：所述電解液為1MLiTFSI和0.1M LiNO₃的DOL/DME＝1:1溶液。

8.全石墨鋰硫電池，其特征在于：采用如權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的制備方法制得。