步驟：
[0074] 第一層漿料配制：將單質(zhì)硫、碳納米管+石墨烯復合導電劑（質(zhì)量比為1:1，石墨 烯平面等效直徑為500nm，含有羧基官能團0. 4% )、PVDF(硫碳復合物：導電碳：PVDF= 70:20:10)分散于NMP中得到正極漿料待用；
[0075] 第一層涂層涂敷：選擇鋁箱為集流體，將上述漿料涂敷于鋁箱表面，涂敷厚度為 40μm，烘干得到第一層涂層；
[0076] 第二層漿料配制：將硫碳聚合物、導電炭黑+石墨烯復合導電劑（質(zhì)量比為1:1， 石墨烯平面等效直徑為l〇〇nm，含有羧基官能團1. 5%)、PVDF(硫碳復合物：導電碳：PVDF =85:10:5)分散于NMP中得到正極漿料待用；
[0077] 第二層涂層涂敷：將上述漿料涂敷于第一次涂層表面，涂敷厚度為60μm，烘干、 冷壓、分條、焊接得到正極片待用；
[0078] 其它與實施例1的相同，這里不再重復。
[0079] 將比較例、各實施例制備得到的硫電極材料與聚四氟乙稀、導電碳、溶劑混合均勻 后，涂敷在鋁箱上，之后分條得到正極片，再與金屬鋰帶、隔離膜卷繞得到裸電芯，選擇鋁塑 膜為外封裝材料進行頂封、側(cè)封、注液、真空封裝、靜置、化成、整形、除氣得到成品鋰硫電 池。
[0080] 對本發(fā)明進行如下測試：
[0081] 容量測試：在25°C環(huán)境中按如下流程對各實施例和比較例電極材料制備得到的 電芯進行容量測試：靜置3min;0. 5C恒流放電至1. 5V;靜置3min;0. 5C恒流充電至3. 8V， 恒壓充電至0. 05C;靜置3min;0. 5C恒流放電至1. 5V得到首次放電容量D1 ;靜置3min之 后完成容量測試，所得結(jié)果見表1。
[0082] 循環(huán)測試：在25°C環(huán)境中按如下流程對各實施例和比較例電極材料制備得到的 電芯進行循環(huán)測試：靜置3min;0. 5C恒流放電至1. 5V;靜置3min;0. 5C恒流充電至3. 8V， 恒壓充電至0. 05C;靜置3min;0. 5C恒流放電至1.5V得到首次放電容量D1 ;靜置3min， "0. 5C恒流充電至3. 8V，恒壓充電至0. 05C;靜置3min;0. 5C恒流放電至1. 5V得到首次放 電容量D1 ;靜置3min"重復299次得到D300,之后完成循環(huán)測試，計算容量保持率為D300/ D1，所得結(jié)果見表1。
[0083] 自放電測試：在25°C環(huán)境中按如下流程對各實施例和比較例電極材料制備得到 的電芯進行自放電測試：靜置3min;0. 5C恒流充電至3. 0V，恒壓充電至0. 05C;靜置72h后 測試開路電壓VI，之后再靜置72h測試開路電壓V2,電芯的自放電速率=(V1-V2)/72 (mV/ h)，所得結(jié)果見表1。
[0084] 表1、不同電解質(zhì)電芯容量、循環(huán)容量保持率、自放電速度：
[0085]
[0086] 由表1可得，本發(fā)明的含硫電極組裝得到的鋰硫電池，具有更高的容量發(fā)揮、循環(huán) 性能，以及更低的自放電；這是由于本發(fā)明制得的鋰硫電極，對嵌鋰后的鋰硫化合物具有更 強的固定作用，從而限制了鋰硫化物溶解進入電解液中進而在負極析出，影響電池性能。
[0087] 對比實施例1和實施例2可得，官能團的極性越強、涂層層數(shù)越多，相應的制備出 來的電芯具有更好的性能，這是因為表層強極性的官能團對鋰硫化物具有更強的吸附作 用。
[0088] 對比實施例3-實施例5可得，當極性官能團含量過高時，電池容量急劇降低，這是 由于極性官能團含量過高時，導電劑失去導電性能，因此影響了電極電化學性能的發(fā)揮。
[0089] 從實施例1-實施例8可得，本發(fā)明具有普適性。
[0090] 根據(jù)上述說明書的揭示和教導，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還能夠?qū)ι鲜鰧嵤┓?式進行變更和修改。因此，本發(fā)明并不局限于上述的【具體實施方式】，凡是本領(lǐng)域技術(shù)人員在 本發(fā)明的基礎(chǔ)上所作出的任何顯而易見的改進、替換或變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。此 外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對本發(fā)明 構(gòu)成任何限制。
【主權(quán)項】
1. 一種鋰硫電池電極，包括集流體和涂敷層，其特征在于：所述涂敷層為η層結(jié)構(gòu)，且 2 <η，從集流體到涂層表層依次為第1層、第2層、……、第η層；第i層涂層（1 <i<η) 包括含硫活性物質(zhì)、導電劑和粘接劑，所述導電劑上接枝有極性官能團，所述極性官能團的 質(zhì)量為所述導電劑的質(zhì)量的Wi%，所述極性官能團的極性強弱為i，且Wi% <wi+1 %或/和 1+1。2. -種權(quán)利要求1所述的鋰硫電池電極，其特征在于，所述含硫活性物質(zhì)包括硫單質(zhì)、 硫基化合物和硫復合物中的至少一種，所述含硫活性物質(zhì)的質(zhì)量占整個第1層涂敷層的質(zhì) 量的30%~99%。3. -種權(quán)利要求2所述的鋰硫電池電極，其特征在于，所述硫單質(zhì)包括升華硫和/或 高純硫；所述硫基化合物包括有機硫化物、Li2Sn和碳硫聚合物（C2Sv)m中的至少一種，其中， η多;所述硫復合物包括硫/碳復合物、硫/導電聚合物復合物和硫/ 無機氧化物中的至少一種。4. 一種權(quán)利要求1所述的鋰硫電池電極，其特征在于，0彡w彡20% ;所述極性官能 團選自烷烴、烯烴、醚類、硝基化合物、二甲胺、脂類、酮類、醛類、硫醇、胺類、酰胺、醇類、酚 類和羧酸類中的至少一種。5. -種權(quán)利要求1所述的鋰硫電池電極，其特征在于，所述導電劑為零維導電劑、一 維導電劑、二維導電劑和三維導電劑中的至少一種，所述導電劑在所述涂敷層中的含量為 0· 5%~40%〇6. -種權(quán)利要求5所述的鋰硫電池電極，其特征在于，所述零維導電劑為導電炭黑、超 級導電碳和科琴黑中的至少一種；所述一維導電劑為碳納米管或/和導電碳纖維；所述二 維導電劑為石墨烯；所述三維導電劑為復合物導電劑。7. -種權(quán)利要求5所述的鋰硫電池電極，其特征在于，所述導電劑含有二維導電劑或/ 和三維導電劑時，導電劑最大橫切面的等效直徑小于或等于30μm。8. -種鋰硫電池，其特征在于，所述鋰硫電池的正極電極為權(quán)利要求1所述鋰硫電池 的電極。9. 一種權(quán)利要求8所述鋰硫電池的制備方法，其特征在于，主要包括如下步驟： 步驟1，衆(zhòng)料的配制：將含硫活性物質(zhì)a;、導電劑q、粘接劑Zi配制成楽;料j;作為第i 層涂層的漿料待用； 步驟2,i層涂層的正極片的制備：在集流體或涂敷了i-Ι層涂層的表面涂敷步驟1制 備得到的漿料i，干燥后得到涂敷了i層涂層的正極片； 步驟3,正極片的制備：將漿料jn涂敷在已經(jīng)涂敷了η-I層涂層的電極表面，干燥后得 到正極片； 步驟4,成品鋰硫電池制備：將步驟3得到的正極片與負極片、隔離膜組裝得到裸電芯， 之后入殼/袋，干燥、注液、化成、整形后得到成品鋰硫電池。10. -種權(quán)利要求9所述鋰硫電池的制備方法，其特征在于，步驟4所述負極為富鋰物 質(zhì)或/和貧鋰物質(zhì)；所述富鋰物質(zhì)為金屬鋰帶；所述貧鋰物質(zhì)包括碳類材料、合金類材料、 金屬氧化物系列材料、金屬氮化物和碳化合物中的至少一種；且當所述負極為貧鋰物質(zhì)時， 全電池制備時需要采用補鋰方法補鋰；所述補鋰方法包括金屬鋰粉直接補鋰法、將金屬鋰 粉配制成衆(zhòng)料后涂敷在石墨稀負極表面的補鋰法、金屬鋰帶補鋰法、直接接觸補鋰法和電 鍍補鋰法中的一種。
【專利摘要】本發(fā)明屬于鋰硫電池領(lǐng)域，尤其涉及一種鋰硫電池電極，包括集流體和涂敷層，所述涂敷層為n層結(jié)構(gòu)，且2≤n，從集流體到涂層表層依次為第1層、第2層、……、第n層；第i層涂層(1≤i≤n)包括含硫活性物質(zhì)、導電劑、粘接劑，所述導電劑上接枝有極性官能團，所述極性官能團的質(zhì)量為所述導電劑的質(zhì)量的wi％，所述極性官能團的極性強弱為〥i，且wi％≤wi+1％或/和〥i≤〥i+1。越靠近集流體，極性官能團含量越低，導電劑的導電性能越好，有利于降低整體極片的電阻；越靠近涂層表面，極性官能團含量越高或極性越大，導電劑對鋰硫化物的吸附作用越強，整體電極固定鋰硫化物的能力越強，因此解決鋰硫化物擴散至負極影響電池循環(huán)性能。
【IPC分類】H01M4/62, H01M4/13, H01M4/36, H01M10/058, H01M10/0525
【公開號】CN105355846
【申請?zhí)枴緾N201510676109
【發(fā)明人】楊玉潔
【申請人】廣東燭光新能源科技有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年10月16日