[發明專利]一種室溫全液態鋰硫電池及其制備方法

有效

• 申請號: 202110167194.4
• 申請日: 2021-02-07
• 公開（公告）號: CN112993244B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 陶濤;高雨璇;鄧超;范燁;魯圣國
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學;東莞華南設計創新院
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58;H01M4/40;H01M50/431;H01M50/449;H01M10/052;H01M10/058;H01M10/42
• 代理公司: 廣東科言知識產權代理事務所(普通合伙) 44671
• 代理人: 何文婕

1.一種室溫全液態鋰硫電池，其特征在于，包括隔膜、分別裝設于隔膜兩側的室溫液態合金負極和液態多硫化物正極、與液態多硫化物正極連接的集流體；所述室溫液態合金負極由鋰和汞按照預設比例反應而成，所述隔膜為負有氮化硼涂層的鋰離子電池隔膜；所述液態多硫化物正極為；所述集流體包括涂覆有導電碳材料的鋁箔。

2.如權利要求1所述的一種室溫全液態鋰硫電池的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1：制作室溫液態合金負極；

步驟S2：制作隔膜；

步驟S3：制作液態多硫化物正極；

步驟S4：制作集流體；

步驟S5：將室溫液態合金負極、液態多硫化物正極注入可換膜H型電解池中，將箔片電極插入室溫液態合金負極中，集流體夾在引線夾上浸入液態多硫化物正極內，將隔膜夾在正極池、負極池之間，H型電解池整體做密封處理形成所述室溫全液態鋰硫電池。

3.如權利要求2所述的一種室溫全液態鋰硫電池的制備方法，其特征在于，所述步驟S1具體包括以下步驟：

所述室溫液態合金負極采用去除氧化膜后的鋰與汞，根據預設比例，通過控制鋰在液態汞中的含量可以制備得到室溫液態鋰基合金負極。

4.如權利要求3所述的一種室溫全液態鋰硫電池的制備方法，其特征在于，所述鋰與汞的質量比為（0.01-0.86）：（99.14-99.99）。

5.如權利要求2所述的一種室溫全液態鋰硫電池的制備方法，其特征在于，所述步驟S2具體包括以下步驟：

步驟S21，將氮化硼與碳酸胍或硝酸胍球磨后分散至溶劑中，獲得均勻穩定的分散液；

步驟S22，將分散液抽濾至鋰離子電池隔膜上，烘干后獲得附有氮化硼涂層的鋰離子電池隔膜，形成所述隔膜。

6.如權利要求2所述的一種室溫全液態鋰硫電池的制備方法，其特征在于，所述步驟S3具體包括以下步驟：

步驟S31，使用H型電解池裝配普通鋰硫電池，將正負極短接放電，多硫化物會擴散到電解液中，電解液變為棕黃色；

步驟S32，收集電解液，向其中加入單質硫，反應充分后取上清液，即可得到液態多硫化物正極。

7.如權利要求2所述的一種室溫全液態鋰硫電池的制備方法，其特征在于，步驟S4具體包括以下步驟：

在鋁箔上涂覆導電碳材料形成所述集流體。

8.如權利要求7所述的一種室溫全液態鋰硫電池的制備方法，其特征在于，所述導電碳材料包括石墨、石墨烯、碳納米管、碳納米纖維中的一種或多種。

9.如權利要求2所述的一種室溫全液態鋰硫電池的制備方法，其特征在于，步驟S1~步驟S5均在常溫常壓條件下進行。

10.如權利要求2所述的一種室溫全液態鋰硫電池的制備方法，其特征在于，步驟S1~步驟S5均在充滿氬氣的手套箱內完成。