[發明專利]一種高比能一次鋰硫電池及其應用

有效

• 申請號: 202010131907.7
• 申請日: 2020-02-29
• 公開（公告）號: CN111244492B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 黃云輝;伽龍;靳強;戚孝群;陳筱;楊鳳儀;江睿寧
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: H01M6/16
• 分類號: H01M6/16;H01M4/38
• 代理公司: 上?？剖⒅R產權代理有限公司 31225
• 代理人: 吳文濱

1.一種高比能一次鋰硫電池，所述電池包括負極、正極、隔膜和電解液，其特征在于，所述正極由硫碳復合正極材料制成，所述硫碳復合正極材料包含硫單質、導電炭黑和粘結劑，所述粘結劑為聚四氟乙烯分散液，所述電解液包含鋰鹽、溶劑和稀釋劑，所述溶劑為乙腈，所述電解液與硫單質的添加比為(0.2~3) mL : 1g，

所述硫碳復合正極材料中，所述硫單質、導電炭黑和聚四氟乙烯的質量比為(30~95) :(3~40) : (2~10)，

所述硫碳復合正極材料采用以下制備方法制備得到：

（a）取硫單質和導電炭黑混合均勻，后在惰性氣氛中封閉燒結，得到正極材料前驅體；

（b）將步驟（a）中得到的正極材料前驅體與粘結劑加入到乙醇中，攪拌均勻，得到正極材料粗產物；

（c）將步驟（b）中得到的正極材料粗產物反復輥壓成型，后干燥，得到所述的硫碳復合正極材料。

2.根據權利要求1所述的一種高比能一次鋰硫電池，其特征在于，所述導電炭黑選自科琴黑、乙炔黑或Super P中的一種或多種。

3.根據權利要求1所述的一種高比能一次鋰硫電池，其特征在于，步驟（a）中，燒結溫度為140~170℃，燒結時間為10~14h。

4.根據權利要求1所述的一種高比能一次鋰硫電池，其特征在于，步驟（c）中，干燥過程具體為：先將輥壓后的正極材料粗產物懸掛晾干，后置于60~80℃溫度下烘干8~18h。

5.根據權利要求1所述的一種高比能一次鋰硫電池，其特征在于，所述鋰鹽為雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰，所述稀釋劑為氫氟醚。

6.根據權利要求5所述的一種高比能一次鋰硫電池，其特征在于，所述氫氟醚選自1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚或1,1,2,2-四氟乙基乙基醚中的一種或多種。

7.根據權利要求1所述的一種高比能一次鋰硫電池，其特征在于，所述電解液中，所述乙腈與鋰鹽的摩爾比為(1~9) : 1，所述乙腈與稀釋劑的體積比為(4~9) : (1~6)。

8.一種如權利要求1-7任一項所述的高比能一次鋰硫電池的應用。