[发明专利]新型锂-硫电池及其制备方法

权利要求书

1.一种新型锂-硫电池，包括正极、电解液和含锂负极，所述电解液包含溶剂及电解质，其特征在于，所述电解液中还含有硫和/或硫化物，所述电解质包括锂盐。

2.根据权利要求1所述的新型锂-硫电池，其特征在于，所述含锂负极包含金属锂或锂合金，所述锂合金包含锂与Ｈ、Na、K、Be、Mg、Ca、Ag、B、Al、Ga、In、C、Si、Ge、Sn、Zn、Pb、N、P、Sb、Bi、Se和Te中的任意一种或两种以上的组合。

3.根据权利要求1所述的新型锂-硫电池，其特征在于，所述电解液中所含硫元素的浓度为0.05-10 mol/L。

4.根据权利要求1所述的新型锂-硫电池，其特征在于，所述电解液中所含锂盐的总浓度为0.5-10mol/L。

5.根据权利要求1或3或4所述的新型锂-硫电池，其特征在于，所述电解液中还含有用以保护含锂负极的负极保护添加剂，所述负极保护添加剂包括硝酸盐或烷氧基硅烷。

6.根据权利要求1所述的新型锂-硫电池，其特征在于，所述溶剂包括至少用以溶解锂盐的第一溶剂和用以提升单质硫和/或硫化物溶解度的第二溶剂，所述第一溶剂包括醚类溶剂，所述醚类溶剂包括1,3-二氧环戊烷或二乙二醇二甲醚，所述第二溶剂包括二硫化碳、苯或其衍生物、甲苯、四氢呋喃或其衍生物中的任意一种或两种以上的组合。

7.根据权利要求6所述的新型锂-硫电池，其特征在于，所述溶剂中第一溶剂的总体积与第二溶剂的总体积比之比为0.95~0.50: 1。

8.根据权利要求1所述的新型锂-硫电池，其特征在于，所述正极包括多孔电极，所述多孔电极包括集流体和涂覆在所述集流体上的混有粘结剂的导电粉末；

或者，所述多孔电极包括通过电沉积或微加工方法形成的多孔导电结构。

9.根据权利要求1所述的新型锂-硫电池，其特征在于，所述含锂负电极包括锂或锂合金电极。

10.一种新型锂-硫电池的制备方法，其特征在于，包括：

（1）提供正极，包括：

a. 取多孔导电材料、粘结剂和溶剂混合形成正极浆料，并涂覆在集流体上，经干燥后形成正极；或者，

b. 取电沉积或化学沉积溶液在衬底上沉积形成合金层，而后刻蚀除去合金层中的一种以上选定合金成分和/或衬底物质，形成具有多孔结构的正极；

（2）提供含锂负极，包括：

a．取电沉积溶液在导电集流体上沉积形成锂或含锂合金界面层；

b．直接将锂或含锂合金裁剪成所需的形状并与电池引出电极相复合；

（3）提供电解液，包括：

ⅰ. 取升华硫单质溶解在二硫化碳中，且溶解饱和；

ⅱ. 取负极保护添加剂溶解于主要由体积比为１:１的1,3-二氧环戊烷和二乙二醇二甲醚形成的混合溶剂中，且所述混合溶剂中含有１M的锂盐；

ⅲ. 取步骤ⅰ所获混合物与步骤ⅱ所获混合物按照2：8-3：7的体积比混合，获得电解液备用；

（4）取所述正极、含锂负极及电解液组合形成新型锂-硫电池。