鋰硫電池用聚合物修飾隔膜、其制備方法及鋰硫電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種鋰硫電池用聚合物修飾隔膜、其制備方法及鋰硫電池，所述鋰硫電池用聚合物修飾隔膜由電池隔膜與附著在所述電池隔膜上的聚合物修飾層構(gòu)成，所述聚合物修飾層為聚多巴胺修飾層。所述聚多巴胺修飾層含較多有機(jī)官能團(tuán)，對硫電極在循環(huán)過程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物多硫化鋰有阻擋吸附作用，能有效抑制反應(yīng)過程中多硫化鋰的溶解損失，從而改善電池的循環(huán)性能；使得隔膜從疏水性變?yōu)橛H水性，便于電解液浸潤隔膜，隔膜的離子電導(dǎo)率增大，組裝的鋰硫電池通過采用聚多巴胺修飾的隔膜用于鋰硫電池后，其表現(xiàn)出的循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能有了很大的提高。
【專利說明】鋰硫電池用聚合物修飾隔膜、其制備方法及鋰硫電池

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化學(xué)電源領(lǐng)域，尤其是一種鋰硫電池用聚合物修飾隔膜、其制備方法及有所述鋰硫電池用聚合物修飾隔膜構(gòu)成的鋰硫電池。

【背景技術(shù)】
[0002]基于輕元素、多電子“轉(zhuǎn)換反應(yīng)”的活性電極材料是構(gòu)建高能量密度二次電池體系的基礎(chǔ)。以金屬鋰作為負(fù)極，單質(zhì)硫或硫基復(fù)合材料作為正極構(gòu)筑的鋰硫電池體系在發(fā)生完全轉(zhuǎn)化反應(yīng)時(shí)可實(shí)現(xiàn)2個(gè)電子的轉(zhuǎn)移，其理論能量密度高達(dá)2600瓦時(shí)/千克。另外，鋰硫電池生產(chǎn)原材料成本較低，在使用過程中極少產(chǎn)生對環(huán)境有害的物質(zhì)，并且在過充電狀態(tài)下不會(huì)有氧的析出，在安全性方面優(yōu)勢明顯。因此，鋰硫電池成為近年來高比能二次電池研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。
[0003]然而，鋰硫電池至今仍面臨著諸多尚待解決的技術(shù)難題，這些問題包括:(1)室溫下硫的電導(dǎo)率僅5X 10-30西門子/厘米，電化學(xué)活性差，制作電極時(shí)需添加大量的導(dǎo)電添加劑(如乙炔黑)，導(dǎo)致電極體系的能量密度降低；(2)充放電過程中生成的中間產(chǎn)物多硫化鋰易溶解于有機(jī)電解液中，導(dǎo)致活性物質(zhì)的流失，循環(huán)壽命衰減嚴(yán)重；(3)在充電過程中，溶解到電解液中的高階多硫化鋰很容易擴(kuò)散到負(fù)極與金屬鋰發(fā)生寄生還原反應(yīng)，被還原生成的低階硫化鋰在隨后的氧化過程中又?jǐn)U散回正極，進(jìn)而形成正極氧化-負(fù)極還原的惡性循環(huán)機(jī)制，導(dǎo)致嚴(yán)重的鋰負(fù)極腐蝕和較低的庫倫效率；(4)放電終產(chǎn)物硫化鋰會(huì)沉積在電極表面，它的絕緣性會(huì)阻礙電荷和離子的傳輸，同時(shí)改變電極與電解質(zhì)的界面狀況，阻礙電化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)一步發(fā)生；(5)活性物質(zhì)硫和放電終產(chǎn)物硫化鋰的密度存在較大差異，導(dǎo)致硫電極在循環(huán)過程中會(huì)出現(xiàn)明顯的體積膨脹和收縮，從而對電極骨架的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)和整體結(jié)構(gòu)造成一定程度的破壞；(6)鋰負(fù)極枝晶化會(huì)對電池的循環(huán)性能和安全性能造成影響。上述眾多因素限制了鋰硫電池的實(shí)用化發(fā)展。
[0004]為了解決上述這些問題，近年來國內(nèi)外的研究工作主要集中在以下幾個(gè)方面:
(I)制備硫基復(fù)合材料，提高硫電極的電子和離子傳導(dǎo)能力；(2)優(yōu)化電解液的組成或采用新型電解液；(3)對鋰負(fù)極進(jìn)行修飾和保護(hù)，阻止電解液以及多硫化物對鋰負(fù)極的腐蝕。比如，用硫-活性碳復(fù)合材料做正極，電池循環(huán)25周后容量可穩(wěn)定在400毫安時(shí)/克(Electrochem.Commun., 2002, 4, 499);以硫-碳納米管復(fù)合材料作正極,電池循環(huán)60周后容量可保持在500毫安時(shí)/克(Electrochim Acta, 2006, 51, 1330);中國專利ZL200810154151.7中使用高比表面的多孔碳與單質(zhì)硫制備碳/硫復(fù)合材料，循環(huán)50周后容量能夠穩(wěn)定在740毫安時(shí)/克。研究論文(J.Power Sources.，2011，196,9839)通過在LiCF3S03 (DOL/TEGDME, v/v = 1:1)電解液中添加LiN03來改性電解液，電池在添加有0.4摩爾/升LiN03的電解液中的首周放電容量為1138.2毫安時(shí)/克，在未添加LiN03的電解液其首周放電容量為1079.6暈安時(shí)/克,而充電容量分別為832暈安時(shí)/克和537暈安時(shí)/克，庫倫效率明顯提高。研究論文(J.Power Sources.，2005, 152，272)在有機(jī)電解液中添加5%或者10%的咪唑鹽EMIBeti，電池放電容量經(jīng)過100周循環(huán)后還保持在600毫安時(shí)/克以上。研究論文(J.Power Sources, 2003, 119,964)通過光引發(fā)聚合單體的方法在鋰負(fù)極表面鍍上一層10微米厚的聚合物膜以避免電解液和金屬鋰表面的直接接觸，從而抑制電解液中多硫化物和金屬鋰發(fā)生副反應(yīng)，顯著改善了鋰硫電池的電化學(xué)性能。其他相關(guān)專利還包括 CN101577323，ZL02111403.X，CN101986443A, CN102201567A, CN102208645A 和CN102163712A等。概括而言，這些技術(shù)能在一定程度上提高硫的利用率，但未能從根本上解決多硫化鋰溶解穿梭的問題，鋰硫電池的性能仍然有待提高。
[0005]基于上述分析，本發(fā)明以鋰硫電池用隔膜作為研究對象，通過在商業(yè)化電池隔膜表面修飾一層高分子聚合物，研究結(jié)果表明，所制得的聚合物修飾隔膜具有良好的浸潤性，修飾后的隔膜從疏水性變?yōu)橛H水性，使得隔膜對有機(jī)電解液的擴(kuò)散和吸收能力增強(qiáng)，同時(shí)隔膜的離子電導(dǎo)率明顯提高；另外，聚合物含有的有機(jī)官能團(tuán)對多硫化鋰有明顯的阻擋吸附作用，可以將硫電極中間產(chǎn)物多硫化鋰限制在硫電極的一側(cè)，進(jìn)而抑制了穿梭效應(yīng)的發(fā)生，同時(shí)消除了鋰負(fù)極表面因不溶性硫化鋰的沉積而形成的表面鈍性。聚合物修飾隔膜對鋰硫電池的高容量特性、長循環(huán)壽命以及倍率性能具有明顯的促進(jìn)作用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了改善鋰硫電池存在的不足，本發(fā)明提供一種鋰硫電池用聚合物修飾隔膜及其制備方法，同時(shí)還提供了一種由所述鋰硫電池用聚合物修飾隔膜組成的鋰硫電池。
[0007]本發(fā)明是通過以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的的。
[0008]鋰硫電池用聚合物修飾隔膜，由電池隔膜與附著在所述電池隔膜上的聚合物修飾層構(gòu)成，其特征在于，所述聚合物修飾層為聚多巴胺修飾層。
[0009]優(yōu)選地，所述聚多巴胺修飾層的厚度介于2_50nm之間。
[0010]優(yōu)選地，所述電池隔膜為聚合物隔膜或無紡布隔膜。
[0011]鋰硫電池用聚合物修飾隔膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0012]I)將裁減好的電池隔膜先放入甲醇中浸潤0.25?lh，所述甲醇的體積以能完全浸潤所述電池隔膜為宜；
[0013]2)將步驟I)中的電池隔膜取出，放入含有多巴胺單體的Tris-HCl (10毫摩爾)緩沖溶液中，在空氣氣氛中于常溫下浸潤6?36h。其中:多巴胺單體濃度為2?10mg/ml ;所述Tris-HCl (10毫摩爾)緩沖溶液的PH在8.5左右，其配制過程如下:稱取固體三羥基甲基氨基甲烷0.3028g溶解于蒸餾水，然后加入7.3ml濃度為0.lmol/L的HCl溶液，定容于250ml的容量瓶。
[0014]3)將步驟2)中的電池隔膜取出，用蒸餾水反復(fù)沖洗3?5次，然后放入干燥箱中，于30°C下干燥6?24h，制得具有聚多巴胺修飾層的電池隔膜。
[0015]鋰硫電池，包括上述鋰硫電池用聚合物修飾隔膜、硫電極、金屬鋰負(fù)極及含有無水硝酸鋰(LiNO3)的有機(jī)醚類電解液。
[0016]優(yōu)選地，所述含有添加劑的有機(jī)醚類電解液的溶劑為1，3- 二氧戊環(huán)(DOL)、甘醇二甲醚(DEGDME)、乙二醇二甲醚(DME)、四甘醇二甲醚(TEGDME)的一種或幾種組成的混合溶劑，電解質(zhì)為二(三氟甲基磺酰)亞胺鋰(C2F6LiNO4S2)、三氟甲基磺酸鋰(LiCF3SO3)、六氟磷酸鋰(LiPF6)或者高氯酸鋰(LiClO4)。
[0017]優(yōu)選地，所述硫電極是將硫/碳復(fù)合材料、導(dǎo)電添加劑和粘結(jié)劑經(jīng)分散、制片和干燥的工藝流程制得。
[0018]優(yōu)選地,所述硫/碳復(fù)合材料是將單質(zhì)硫的含量介于50wt %?90wt %的導(dǎo)電碳基體與單質(zhì)硫混合物置于行星球磨機(jī)上先以300r/min轉(zhuǎn)速球磨2h，再將上述硫/碳復(fù)合物轉(zhuǎn)入155°C烘箱中熱處理12h制得；所述導(dǎo)電碳基體為科琴炭黑(Ketjenblack EC600JD)、卡博特炭黑(BP2000)、碳納米纖維(CNFs)、有序介孔碳(OMC)、多孔碳(CMK-3)、氧化石墨烯(G0)、石墨烯(Graphene)中的一種或幾種混合物,硫?yàn)樯A硫或硫磺粉。
[0019]優(yōu)選地，所述導(dǎo)電添加劑為乙炔黑、Super-P、碳納米管、科琴炭黑、卡博特炭黑中的一種或多種；所述粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯(PVDF)的N-甲基毗咯烷酮(NMP)溶液、聚四氟乙烯(PTFE)水溶液、聚丙烯酸(PAA)水溶液、梭甲基纖維素鈉(CMC)水溶液、丁苯橡膠/梭甲基纖維素鈉水溶液、海藻酸鈉(SA)水溶液、明膠水溶液、LA132水溶液中的一種或多種。
[0020]本發(fā)明所述的鋰硫電池用聚合物修飾隔膜，其聚多巴胺修飾層含較多有機(jī)官能團(tuán)，官能團(tuán)對硫電極在循環(huán)過程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物多硫化鋰有阻擋吸附作用。有機(jī)官能團(tuán)能有效抑制反應(yīng)過程中多硫化鋰的溶解損失，從而改善電池的循環(huán)性能；使得隔膜從疏水性變?yōu)橛H水性，便于電解液浸潤隔膜，隔膜的離子電導(dǎo)率增大，組裝的鋰硫電池通過采用聚多巴胺修飾的隔膜用于鋰硫電池后，其表現(xiàn)出的循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能有了很大的提高。本發(fā)明所述的制備方法簡單高效，適于大規(guī)模應(yīng)用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為采用實(shí)施例1所制鋰硫電池在0.1C倍率下的前五周周充放電曲線。
[0022]圖2為采用實(shí)施例1所制鋰硫電池在0.1C倍率下的循環(huán)性能。
[0023]圖3為采用實(shí)施例1所制鋰硫電池在IC倍率下的循環(huán)性能。
[0024]圖4為采用實(shí)施例2所制鋰硫電池在0.1C倍率下的循環(huán)性能。
[0025]圖5為采用實(shí)施例6所制鋰硫電池在0.1C倍率下的循環(huán)性能。

【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。
[0027]下面所述實(shí)施例中所用試劑和材料，均可在市場上購得。
[0028]實(shí)施例1
[0029]I)稱取6.0g升華硫和4.0g科琴導(dǎo)電炭黑(Ketjenblack EC600JD)置于行星球磨機(jī)上以300r/min的轉(zhuǎn)速球磨2h，然后將所得混合物轉(zhuǎn)移至充滿惰性氣體的密封容器中，在馬弗爐中于155°C熱處理12h，即制得硫/碳復(fù)合材料。
[0030]2)將上述制備的硫/碳復(fù)合材料、乙炔黑和PTFE按照7:2:1的質(zhì)量比混合，乙醇為分散劑，充分?jǐn)嚢枋够炝暇鶆颍缓髶{制成硫電極片，于55°C恒溫干燥12h備用。
[0031]3)將裁減好的直徑為16mm的PP/PE/PP三層電池隔膜放入50ml的甲醇溶液中浸潤0.5h，然后將電池隔膜取出，再放入濃度為2mg/ml的含多巴胺單體的Tris-HCl (10毫摩爾)緩沖溶液中，在空氣氣氛中于常溫下浸潤24h，反應(yīng)結(jié)束后將電池隔膜取出，用蒸餾水反復(fù)沖洗3-5次，然后放入干燥箱中，于30°C下干燥12h，制得聚多巴胺修飾的電池隔膜。所述Tris-HCl (10毫摩爾)緩沖溶液的PH在8.5左右，其配制過程如下:稱取固體三羥基甲基氨基甲烷0.3028g溶解于蒸餾水，然后加入7.3ml濃度為0.lmol/L的HCl溶液，定容于250ml的容量瓶。
[0032]4)以上述制備硫電極片為正極、上述制備聚多巴胺修飾的電池隔膜為隔膜、負(fù)極為金屬鋰、電解液為1.0mol/L的二(三氟甲基磺酰)亞胺鋰溶解于體積比1:1的1，3 二氧戊烷和四甘醇二甲醚所配的混合液，添加劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)lwt%的無水硝酸鋰，在無水厭氧手套箱中組裝成電池。
[0033]所組裝電池的電化學(xué)性能測試如下:
[0034]對所裝配的電池在室溫條件下進(jìn)行恒流充放電性能測試，電壓范圍為:1.5?3.0伏，電池充放電容量和電流密度均以活性物質(zhì)硫計(jì)算，IC倍率相當(dāng)于1675毫安/克電流密度。前三周的充放電曲線如圖1所示。在0.1C倍率下，前三周放電容量分別為1271,837.6和1116.1毫安時(shí)/克，放電曲線由兩個(gè)平臺組成，分別在2.3伏和2.05伏左右。循環(huán)性能如圖2、圖3所示，鋰硫電池在0.1C倍率下循環(huán)50周后容量穩(wěn)定在876.2毫安時(shí)/克左右，在IC倍率下循環(huán)150周后容量穩(wěn)定在554.8毫安時(shí)/克左右。
[0035]實(shí)施例2
[0036]將實(shí)施例1中第(3)步多巴胺單體濃度改為3mg/ml，其他與實(shí)施例1相同。循環(huán)性能如圖4所示，所組裝的鋰硫電池在0.1C倍率下，首周放電容量為1283.6毫安時(shí)/克，循環(huán)50周以后容量能穩(wěn)定在915.3毫安時(shí)/克左右。
[0037]實(shí)施例3
[0038]將實(shí)施例1中第(3)步多巴胺單體濃度改為5mg/ml，其他與實(shí)施例1相同。所組裝的鋰硫電池在0.1C倍率下，首周放電容量為1154.8毫安時(shí)/克，循環(huán)50周以后容量能穩(wěn)定在850.7毫安時(shí)/克左右。
[0039]實(shí)施例4
[0040]將實(shí)施例1中第(3)步浸潤24h改為浸潤12h，其他條件與實(shí)施例1相同。所組裝的鋰硫電池在0.1C倍率下，首周放電容量為1201.6毫安時(shí)/克，循環(huán)100周以后容量能穩(wěn)定在843毫安時(shí)/克左右。
[0041]實(shí)施例5
[0042]將實(shí)施例1中第(3)步浸潤24h改為浸潤36h，其他與實(shí)施例1相同。所組裝的鋰硫電池在0.1C倍率下，首周放電容量為1184.2毫安時(shí)/克，循環(huán)50周以后容量能穩(wěn)定在937毫安時(shí)/克左右。
[0043]實(shí)施例6
[0044]將實(shí)施例1中第(3)步PP/PE/PP三層電池隔膜換為PE單層電池隔膜，其他與實(shí)施例I相同。循環(huán)性能如圖5所示,所組裝的鋰硫電池在0.1C倍率下,首周放電容量為1246.1毫安時(shí)/克，循環(huán)50周以后容量能穩(wěn)定在1059.6毫安時(shí)/克左右。
[0045]實(shí)施例7
[0046]將實(shí)施例1中第(3)步PP/PE/PP三層電池隔膜換為PI電池隔膜，其他與實(shí)施例1相同。所組裝的鋰硫電池在0.1C倍率下，首周放電容量為1067.1毫安時(shí)/克，循環(huán)50周以后容量能穩(wěn)定在834.7毫安時(shí)/克左右。
[0047]實(shí)施例8
[0048]將實(shí)施例1中第(3)步PP/PE/PP三層隔膜換為玻璃纖維無紡布電池隔膜，其他與實(shí)施例1相同。所組裝的鋰硫電池在0.1C倍率下，首周放電容量為1245毫安時(shí)/克，循環(huán)50周以后容量能穩(wěn)定在918.9毫安時(shí)/克左右。
[0049]實(shí)施例9
[0050]將實(shí)施例1中第⑴步6.0克升華硫和4.0克科琴導(dǎo)電炭黑(KetjenblackEC600JD)改成8.0克升華硫和2.0克科琴導(dǎo)電炭黑，其他與實(shí)施例1相同。所組裝的鋰硫電池在0.1C倍率下，首周放電容量為914毫安時(shí)/克，循環(huán)50周以后容量能穩(wěn)定在783.2暈安時(shí)/克左右。
[0051]實(shí)施例10
[0052]將實(shí)施例1中第(I)步科琴導(dǎo)電炭黑(Ketjenblack EC600JD)換成卡博特炭黑(BP2000)，其他與實(shí)施例1相同。所組裝的鋰硫電池在0.1C倍率下，首周放電容量為1305.4毫安時(shí)/克，循環(huán)50周以后容量能穩(wěn)定在935.1毫安時(shí)/克左右。
[0053]實(shí)施例11
[0054]將實(shí)施例1中第(I)步科琴導(dǎo)電炭黑(Ketjenblack EC600JD)換成石墨烯，其他與實(shí)施例1相同。所組裝的鋰硫電池在0.1C倍率下，首周放電容量為1402.8毫安時(shí)/克，循環(huán)50周以后容量能穩(wěn)定在1083.4毫安時(shí)/克左右。
[0055]實(shí)施例12
[0056]將實(shí)施例1中第(2)步粘結(jié)劑PTFE換成PVDF，其他與實(shí)施例1相同。所組裝的鋰硫電池在0.1C倍率下，首周放電容量為1227毫安時(shí)/克，循環(huán)50周以后容量能穩(wěn)定在941.7毫安時(shí)/克左右。
[0057]實(shí)施例13
[0058]將實(shí)施例1中第(2)步導(dǎo)電添加劑乙炔黑換成Super-P，其他與實(shí)施例1相同。所組裝的鋰硫電池在0.1C倍率下，首周放電容量為1264.6毫安時(shí)/克，循環(huán)50周以后容量能穩(wěn)定在894.1毫安時(shí)/克左右。
[0059]實(shí)施例14
[0060]將實(shí)施例1中第(4)步電解液為1.0mol/L的二(三氟甲基磺酰)亞胺鋰鋰鹽溶解于體積比為1:1的1，3 二氧戊烷和四甘醇二甲醚所配的混合液，換成電解液為1.0mol/L的二(三氟甲基磺酰)亞胺鋰鋰鹽溶解于1，3 二氧戊烷和乙二醇二甲醚(體積比1:1)所配的混合液，其他條件與實(shí)施例1相同。所組裝的鋰硫電池在0.1C倍率下，首周放電容量為1363.4毫安時(shí)/克，循環(huán)50周以后容量能穩(wěn)定在851.2毫安時(shí)/克左右。
[0061]實(shí)施例15
[0062]將實(shí)施例1中第(4)步電解液為1.0mol/L的二(三氟甲基磺酰)亞胺鋰鋰鹽溶解于體積比為1:1的1，3 二氧戊烷和四甘醇二甲醚所配的混合液，換成電解液為1.0mol/L的二(三氟甲基磺酰)亞胺鋰鋰鹽溶解于四甘醇二甲醚所配的溶液，其他條件與實(shí)施例1相同。所組裝的鋰硫電池在0.1C倍率下，首周放電容量為1363.4毫安時(shí)/克，循環(huán)50周以后容量能穩(wěn)定在851.2毫安時(shí)/克左右。
[0063]所述實(shí)施例為本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式，但本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出的任何顯而易見的改進(jìn)、替換或變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.鋰硫電池用聚合物修飾隔膜，由電池隔膜與附著在所述電池隔膜上的聚合物修飾層構(gòu)成，其特征在于，所述聚合物修飾層為聚多巴胺修飾層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰硫電池用聚合物修飾隔膜，其特征在于，所述聚多巴胺修飾層的厚度介于2-50nm之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰硫電池用聚合物修飾隔膜，其特征在于，所述電池隔膜為聚合物隔膜或無紡布隔膜。
4.鋰硫電池用聚合物修飾隔膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)將裁減好的電池隔膜先放入甲醇中浸潤0.25?lh，所述甲醇的體積以能完全浸潤所述電池隔膜為宜； 2)將步驟I)中的電池隔膜取出，放入含有多巴胺單體的Tris-HCldO毫摩爾)緩沖溶液中，在空氣氣氛中于常溫下浸潤6?36h。其中:多巴胺單體濃度為2?10mg/ml ；Tris-HCl (10毫摩爾)緩沖溶液的PH在8.5左右，其配制過程如下:稱取固體三羥基甲基氨基甲烷0.3028g溶解于蒸餾水，然后加入7.3ml濃度為0.lmol/L的HCl溶液，定容于250ml的容量瓶。 3)將步驟2)中的電池隔膜取出，用蒸餾水反復(fù)沖洗3?5次，然后放入干燥箱中，于30°C下干燥6?24h，制得具有聚多巴胺修飾層的電池隔膜。
5.由權(quán)利要求1所述的采用聚合物修飾隔膜所構(gòu)成的鋰硫電池，包括上述鋰硫電池用聚合物修飾隔膜、硫正極、金屬鋰負(fù)極以及含有無水硝酸鋰(LiNO3)的有機(jī)醚類電解液。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰硫電池，其特征在于，所述含有添加劑的有機(jī)醚類電解液的溶劑為1，3_ 二氧戊環(huán)(D0L)、甘醇二甲醚(DEGDME)、乙二醇二甲醚(DME)、四甘醇二甲醚(TEGDME)的一種或幾種組成的混合溶劑，電解質(zhì)為二(三氟甲基磺酰)亞胺鋰(C2F6LiNO4S2)、三氟甲基磺酸鋰(LiCF3SO3)、六氟磷酸鋰(LiPF6)或者高氯酸鋰(LiClO4)15
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋰硫電池，其特征在于，所述硫電極是將硫/碳復(fù)合材料、導(dǎo)電添加劑和粘結(jié)劑經(jīng)分散、制片和干燥的工藝流程制得。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋰硫電池，其特征在于，所述硫/碳復(fù)合材料是將單質(zhì)硫的含量介于50wt%? 90wt%的導(dǎo)電碳基體與單質(zhì)硫混合物置于行星球磨機(jī)上先以300r/min轉(zhuǎn)速球磨2h，再將上述硫/碳復(fù)合物轉(zhuǎn)入155°C烘箱中熱處理12h制得；所述導(dǎo)電碳基體為科琴炭黑(Ketjenblack EC600JD)、卡博特炭黑(BP2000)、碳納米纖維(CNFs)、有序介孔碳(OMC)、多孔碳(CMK-3)、氧化石墨烯(G0)、石墨烯(Graphene)中的一種或幾種混合物,硫?yàn)樯A硫或硫磺粉。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋰硫電池，其特征在于，所述導(dǎo)電添加劑為乙炔黑、Super-P、碳納米管、科琴炭黑、卡博特炭黑中的一種或多種；所述粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯(PVDF)的N-甲基毗咯烷酮(NMP)溶液、聚四氟乙烯(PTFE)水溶液、聚丙烯酸(PAA)水溶液、梭甲基纖維素鈉(CMC)水溶液、丁苯橡膠/梭甲基纖維素鈉水溶液、海藻酸鈉(SA)水溶液、明膠水溶液、LA132水溶液中的一種或多種。
【文檔編號】H01M2/16GK104051695SQ201410280367
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月20日
【發(fā)明者】李國春, 栗歡歡, 劉良, 江浩斌, 陳龍 申請人:江蘇大學(xué)