[发明专利]一种聚酰亚胺隔膜锂硫电池及其制备方法

权利要求书

1.一种聚酰亚胺隔膜锂硫电池，所述电池包括隔膜、正极片、负极片以及电解液，其特征在于，所述隔膜为聚酰亚胺隔膜；所述正极片材料包含硫碳复合材料、导电剂、粘结剂；所述负极片材料为金属锂或含锂合金；所述电解液为含锂盐和有机溶剂的电解液，所述电解液中包含添加剂。

2.根据权利要求1所述的聚酰亚胺隔膜锂硫电池，其特征在于：所述聚酰亚胺隔膜厚度为20μm～40μm，孔径为0.02μm～0.06μm，孔隙率为70％～90％。

3.根据权利要求1所述的聚酰亚胺隔膜锂硫电池，其特征在于：所述硫碳复合材料中硫的质量含量比例为50％～90％。

4.根据权利要求3所述的聚酰亚胺隔膜锂硫电池，其特征在于：所述硫碳复合材料中的碳为科琴黑、活性炭、卡博特炭黑、碳纳米管、多壁碳纳米管中的一种或者两种以上混合。

5.根据权利要求1所述的聚酰亚胺隔膜锂硫电池，其特征在于：所述含锂合金为锂硼合金、锂铝合金、锂硅合金中的一种，其中所述含锂合金的锂含量为70％～95％。

6.根据权利要求1所述的聚酰亚胺隔膜锂硫电池，其特征在于：所述电解液中的锂盐为LiClO₄、LiBF₄、LiPF₆、LiAsF₆、LiCF₃SO₃、LiN(CF₃SO₂)₂中的一种或两种以上混合，锂盐浓度为0.5mol/L～5.0mol/L；所述电解液中有机溶剂为1,3-二氧戊烷、乙二醇二甲醚的混合溶剂，二者体积比为1:1～1:5；所述的电解液的添加剂为LiNO₃、LiBOB、P₂S₅的一种或两种以上混合，添加剂浓度为0.1mol/L～0.5mol/L。

7.根据权利要求1所述的聚酰亚胺隔膜锂硫电池，其特征在于：其中，硫碳复合材料、导电剂、粘结剂的质量比例为70％～85％：5％～20％：10％。

8.根据权利要求1所述的聚酰亚胺隔膜锂硫电池，其特征在于：所述导电剂为乙炔黑、石墨粉、石墨烯、SuperP中的一种或两种以上混合；所述粘结剂为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、海藻酸钠、明胶、环糊精、丙烯腈多元共聚物、羧甲基纤维素钠和丁苯橡胶的一种或两种以上混合。

9.根据权利要求1所述的聚酰亚胺隔膜锂硫电池，其特征在于：所述正极片的集流体为铝箔，所述正极片的厚度为12μm～20μm。

10.一种聚酰亚胺隔膜锂硫电池的制备方法，所述电池由隔膜、正极片、负极片以及电解液组成，其特征在于，所述隔膜为聚酰亚胺隔膜；所述正极片材料包含硫碳复合材料、导电剂、粘结剂；所述负极片材料为金属锂或含锂合金；所述电解液为含锂盐和有机溶剂的电解液，所述电解液中包含添加剂；

所述制备方法包括以下步骤：

(1)所述正极片的制备：先将硫碳复合材料、导电剂、粘结剂混合，制备成浆料，然后将所述浆料涂布在正极集流体上，经烘干、辊压、裁切、真空干燥后制备成正极片；

(2)所述负极片的制备：将金属锂带或含锂合金带裁切后制备成负极片；

(3)所述隔膜的制备：将聚酰亚胺隔膜裁切后制备成隔膜；

(4)电池组装步骤：将制备好的正极片、隔膜、负极片经卷绕或叠片制备成电芯，将所述电芯放入铝塑膜壳体中，然后进行封边、注入电解液，再封口。