[发明专利]一种超高载硫量锂硫电池及其制备方法

权利要求书

1.一种超高载硫量锂硫电池的制备方法，其特征在于，包括：

将升华硫与具有交联结构的碳纳米管纤维材料按3∶1～9∶1的质量比充分混合后，在保护性气氛中于先以10℃/min～15℃/min的升温速度升温至130～150℃并保温5～20h，之后以3℃/min～5℃/min的升温速度升温至180～240℃并保温0.5～2h，制得硫碳复合材料；

至少将所述硫碳复合材料与粘结剂、可以选择添加或不添加的导电剂均匀混合，制得浆料；

在集流体表面涂覆所述浆料，制得硫正极；

在隔膜基底靠近正极的一侧表面上涂覆所述浆料，制得具有活性材料涂层的隔膜；

将所述硫正极、所述隔膜、电解质及锂负极组合，制得超高载量锂硫电池。

2.根据权利要求1所述的超高载硫量锂硫电池的制备方法，其特征在于：所述保护性气氛包括惰性气氛或氮气气氛。

3.根据权利要求1所述的超高载硫量锂硫电池的制备方法，其特征在于，具体包括：

将硫碳复合材料、导电剂、粘结剂及稀释剂均匀混合，制得所述浆料；

将所述浆料分别涂附在集流体、隔膜基底表面上，再在50～60℃真空干燥10～24h，从而制得所述硫正极、隔膜。

4.根据权利要求3所述的超高载硫量锂硫电池的制备方法，其特征在于，包括：

将所述浆料涂覆在集流体表面，涂覆厚度为50～600μm，之后进行所述的真空干燥，制得所述硫正极；

将所述浆料涂覆在隔膜基底靠近正极的一侧表面上，涂覆厚度为5～150μm，之后进行所述的真空干燥，制得所述隔膜。

5.根据权利要求3所述的超高载硫量锂硫电池的制备方法，其特征在于：所述粘接剂包括聚偏氟乙烯；和/或，所述稀释剂包括N-甲基吡咯烷。

6.根据权利要求1、3、4或5所述的超高载硫量锂硫电池的制备方法，其特征在于：所述硫碳复合材料、导电剂与粘结剂的质量比为7∶2∶1～8∶1∶1。

7.根据权利要求1、3、4或5所述的超高载硫量锂硫电池的制备方法，其特征在于：所述集流体包括涂炭铝箔，和/或，所述隔膜基底包括聚丙烯隔膜，和/或，所述锂负极包括锂片。

8.根据权利要求1、3、4或5所述的超高载硫量锂硫电池的制备方法，其特征在于：所述硫正极的载硫量为1.0～8mg/cm²，所述隔膜的载硫量为1～6mg/cm²。

9.根据权利要求1所述的超高载硫量锂硫电池的制备方法，其特征在于：所述电解质包含溶剂、浓度为0.1～3.0mol/L的锂盐和浓度为0.1～1.0mol/L的添加剂，其中，所述溶剂包括体积比为1∶9～9∶1的1，3-二氧戊环和乙二醇二甲醚，所述锂盐包括双三氟甲烷磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂盐、六氟磷酸锂、三氟甲基磺酸锂中的任意一种或多种的组合，所述添加剂包括硝酸锂。

10.一种超高载硫量锂硫电池，其特征在于，所述超高载硫量锂硫电池是由权利要求1-9中任一项所述的方法制备。