[發(fā)明專利]一種含有水滑石膜的鋰硫電池及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810093098.8
• 申請(qǐng)日: 2018-01-31
• 公開（公告）號(hào): CN108172906A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳慶;曾軍堂
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都新柯力化工科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M10/058
• 分類號(hào): H01M10/058;H01M4/13;H01M2/14
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種含有水滑石膜的鋰硫電池，其特征在于，所述鋰硫電池的硫正極和固態(tài)電解質(zhì)膜之間設(shè)置水滑石膜。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種含有水滑石膜的鋰硫電池，其特征在于，所述水滑石膜的厚度為5～100μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種含有水滑石膜的鋰硫電池，其特征在于，所述水滑石膜是由水滑石與石墨烯按照質(zhì)量比5～10:1～6 混合后，采用激光沉積制備而成。

4.權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述一種含有水滑石膜的鋰硫電池的制備方法，其特征在于，將單質(zhì)硫、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑、溶劑攪拌均勻得到漿料，涂覆干燥得到正極片；水滑石與石墨烯分散均勻，利用激光沉積在正極片形成水滑石膜；然后覆固態(tài)電解質(zhì)膜，然后與負(fù)極極片組裝，烘烤、整形得到鋰硫電池；具體包括以下步驟：

a、正極片的制備：將單質(zhì)硫、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑、溶劑攪拌均勻得到漿料，涂覆在鎳箔或鋁箔上，真空60℃干燥5～8h，得到正極片；其中，單質(zhì)硫、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑、溶劑的固液比為5～15g:1～3g:2～5mL:3～10mL；

b、水滑石膜的制備：水滑石與石墨烯按照質(zhì)量比5～10:1～6 混合后，研磨分散，得到混合粉，利用脈沖激光將混合粉沉積在a步驟制備得到的正極片上，形成厚度為5～100μm的水滑石膜層；

c、覆電解質(zhì)膜：向b步驟得到的沉積有水滑石膜層的正極片上覆固態(tài)電解質(zhì)膜；

d、鋰硫電池的組裝：將c步驟得到的覆電解質(zhì)膜的硫正極與鋰硫電池負(fù)極極片組裝成鋰硫電池正負(fù)極，最后經(jīng)過(guò)烘烤、整形得到鋰硫電池。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種含有水滑石膜的鋰硫電池的制備方法，其特征在于，a步驟中所述導(dǎo)電劑為SP、S-O、KS-6、乙炔黑、炭黑、VGCF中的至少一種；所述粘結(jié)劑為PVA、PTFE、CMC、聚烯烴類、PVDF／NMP、改性SBR橡膠、氟化橡膠、聚胺酯中的至少一種；所述溶劑為無(wú)水乙醇。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種含有水滑石膜的鋰硫電池的制備方法，其特征在于，b所述研磨機(jī)為立式研磨機(jī)、閥體研磨機(jī)、臥式研磨機(jī)或盤式研磨機(jī)中的一種。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種含有水滑石膜的鋰硫電池的制備方法，其特征在于，b步驟中所述脈沖激光沉積真空室中進(jìn)行，真空度為1×10^-4～1×10^-3Pa。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種含有水滑石膜的鋰硫電池的制備方法，其特征在于，c步驟中所述固態(tài)電解質(zhì)膜的厚度為1～20μm。

9.根據(jù)權(quán)利要求4或8所述一種含有水滑石膜的鋰硫電池的制備方法，其特征在于，c步驟中所述固態(tài)電解質(zhì)膜為多孔狀的聚偏氟乙烯/聚甲基丙烯酸甲酯共混固體電解質(zhì)薄膜，聚乙烯醇/聚乙烯吡咯烷酮堿性固體電解質(zhì)膜，聚醚砜-聚氧化乙烯-聚四氟乙烯復(fù)合固體電解質(zhì)膜中的至少一種。

10.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種含有水滑石膜的鋰硫電池的制備方法，其特征在于，d步驟中所述鋰硫電池負(fù)極極片材料為鋰片。