[發明專利]一種柔性電極-電解質一體化全固態鋰硫電池的制備

有效

• 申請號: 202010306529.1
• 申請日: 2020-04-17
• 公開（公告）號: CN111490231B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 李麗波;單宇航
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: H01M4/13
• 分類號: H01M4/13;H01M4/139;H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62;H01M10/052;H01M10/0565
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識產權代理有限公司 23213
• 代理人: 岳昕

1.一種柔性電極-電解質一體化全固態鋰硫電池的制備方法，其特征在于按照以下步驟進行制備：

一、活性物質載體導電碳材料的制備

將氧化鋅和果糖于瑪瑙研缽中研磨1h，轉移至球磨機，250 r/min球磨2h，得到白色粉末；將白色粉末轉移至管式爐中，氮氣條件下升溫至700 ℃，保溫1~3h，得到黑色粉末；將黑色粉末用20%HCl清洗除去ZnO，反復抽濾得到黑色碳材料；所述的果糖和氧化鋅的質量比為4:1~2:1；

二、導電碳-硫復合材料的制備

將黑色碳材料和單質硫按照3:7研磨1h，在密閉條件下升溫至155 ℃，得到碳-硫復合材料；

三、聚合物電解質、粘結劑的制備

將聚偏氟乙烯、聚乙烯基吡咯烷酮和乙二胺四乙酸置于潔凈燒杯中，加入N,N-二甲基甲酰胺作為溶劑，加熱攪拌，然后加入LiTFSI，繼續攪拌得到均一漿料，將此漿料作為正極材料的粘結劑和電解質；

所述加入聚偏氟乙烯、聚乙烯基吡咯烷酮和乙二胺四乙酸的質量百分數分別為80~97%，1~10%，1~10%；所述加入LiTFSI質量為基底質量的50%~80%；

四、一體化柔性電極-電解質材料的制備

將步驟二中所得碳-硫復合材料、步驟三中所得粘結劑、乙炔黑混合攪拌12 ~24 h后均勻的刮涂在鋁箔上，于55~80 ℃真空烘干12~24 h得到黑色電極材料，再將步驟三中所得均一漿料刮涂在黑色電極材料上真空烘干，得到柔性電極-電解質一體化材料，用直徑為14mm的切片機切片待用；

五、電池組裝

依次按照負極殼、步驟四所得的一體化柔性電極-電解質材料、鋰片、墊片、彈片和正極殼的順序于充滿氬氣的手套箱中進行組裝，而后進行充放電測試。

步驟四中碳-硫復合材料、粘結劑和乙炔黑的質量分數分別為60~90%，5~20%，5~20%。