[發明專利]一種鋰硫電池容量恢復的方法

有效

• 申請號: 201811632786.3
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109585954B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 張漢平;王亮;周佩;張圣景;程春雷
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42;H01M10/052
• 代理公司: 常州市英諾創信專利代理事務所(普通合伙) 32258
• 代理人: 謝新萍

本發明屬于化學電源領域，具體涉及一種鋰硫電池容量恢復的方法，包括以下步驟：舊電池放電、更新電解質、化成、密封。通過更新舊電池中的電解質，有效解決了鋰硫電池體系中硫正極及其中間產物容易析出從而使得容量降低的問題；本發明通過更新電解質，達到恢復鋰硫電池容量的效果；該發明工藝簡單，成本低，有效延長了鋰硫電池的壽命。

技術領域

本發明屬于化學電源領域，具體涉及一種鋰硫電池容量恢復的方法。

背景技術

鋰硫電池與鋰離子電池相比，具有更高的理論比容量和更高的能量密度，在交通儲能等領域具有重要的應用價值。

對于鋰硫電池，在放電過程中會形成多硫化物，這過程中會使正極材料中的導電劑和粘結劑部分脫離集流體，很大可能的阻塞隔膜，增加電池內阻，降低電池容量。

申請號為201510041669.X的專利《鋰硫電池充放電管理方法》公開了一種鋰硫電池充放電的管理辦法，提出將容量衰減的鋰硫電池通過0.02-0.2C充電到電壓為3.2-3.8V進行活化而修復電池；這種方法操作簡便，但鋰硫電池在長期循環后會出現內阻升高、充放電平臺衰退等問題，因而影響容量恢復效果。

發明內容

本發明提供了一種鋰硫電池容量恢復的方法，解決了鋰硫電池經多次循環后容量降低、內阻增加、平臺衰退的問題。

為了解決上述問題，本發明采用的技術方案是：提供一種鋰硫電池容量恢復的方法。具體方法包括以下步驟：

(1)將舊鋰硫電池放電；

(2)為鋰硫電池更新電解質；

(3)化成、密封；

本發明是基于鋰硫電池體系中反應中間產物容易析出從而使得容量降低，因而需要更新電解質的問題提出的解決方案，目的是恢復鋰硫電池的容量。

鋰硫電池充放電過程中發生鋰離子和硫的化學反應，反應前后涉及多次相變。放電時，硫正極材料中S₈與Li⁺反應生成液態長鏈多硫化物Li₂S_n(4≤n≤8)，與Li⁺繼續反應生成短鏈多硫化物Li₂S_n(2n4)，最后生成固態Li₂S₂和Li₂S。

本發明方法通過清洗，將循環過程中析出的多硫化物以及部分脫落的導電劑和粘結劑帶走，更新電解質，提高電池的容量；首先變成多硫化物的活性物質已經從電極上脫落，溶解在電解液中，在電池循環過程中已經不再貢獻容量，形成“死硫”，如果不及時清洗，多硫化物穿過隔膜，不斷腐蝕負極的金屬鋰，造成有效活性物質的不可逆損失，導致電池性能衰減；其次，經過多次循環，正極材料上的導電劑和粘結劑會有不同程度的脫落，附著在隔膜上，阻塞離子遷移通道，導致電池內阻增加，容量衰減；經過清洗后，清洗劑將隔膜上附著的導電劑和粘結劑洗去，同時電解液能更好的浸潤電極片深層的活性物質，提高硫的利用效率，提高電池的容量。