[发明专利]锂硫电池

权利要求书

1.一种锂硫电池，包括：

正极，该正极具有电子导电途径和离子导电途径，并且包括：

    含有活性硫的正极活性物质，和

    平均尺寸最高达20微米且具有电子导电和离子导电性能的微孔，

    其中所述活性硫在锂硫电池的电化学反应期间放置在所述的微孔

    中；

负极，该负极包括选自锂金属、含锂合金、能够可逆地嵌入/释放锂离子的材料、或能够可逆地与锂形成化合物的材料的负极活性物质；

放置在所述正极和负极之间的隔板；和

离子导电的电解液。

2.权利要求1的锂硫电池，其中所述微孔平均尺寸最高达10微米。

3.权利要求1的锂硫电池，其中所述微孔平均尺寸最高达5微米。

4.权利要求1的锂硫电池，其中所述正极是通过下列方法制备的，该方法包括：

混合元素硫(S₈)粉末、导电剂和粘合剂，以提供正极活性物质浆液；及

涂布该正极活性物质浆液于集电体上。

5.权利要求4的锂硫电池，其中所述元素硫的平均颗粒尺寸最高达20微米。

6.权利要求4的锂硫电池，其中所述元素硫的平均颗粒尺寸最高达10微米。

7.权利要求4的锂硫电池，其中所述元素硫的平均颗粒尺寸最高达5微米。

8.权利要求4的锂硫电池，其中所述混合步骤是用球磨机进行的。

9.权利要求4的锂硫电池，其中在制得所述正极之后，将多硫化物溶液加到锂硫电池中。

10.权利要求9的锂硫电池，其中所述正极是这样制备的：

将包含导电剂、粘合剂和增塑剂的组合物涂布在集电体上；

用有机溶剂从集电体上除去增塑剂，在集电体上产生微孔；和

将多硫化物溶液注入到所产生的微孔中。

11.权利要求10的锂硫电池，其中所述组合物进一步包括元素硫(S₈)。

12.权利要求10的锂硫电池，其中所述增塑剂的量为所述正极重量的5～80％。

13.权利要求10的锂硫电池，其中所述增塑剂为选自邻苯二甲酸二丁酯，邻苯二甲酸二甲酯，邻苯二甲酸二乙酯，trishutoxyethyl phosphate，碳酸亚丙酯，碳酸亚乙酯，偏苯三酸三甲酯，及其混合物中的至少一种。

14.权利要求10的锂硫电池，其中所述有机溶剂选自醚，乙醚，己烷，石油醚，挥发油，环己烷，甲醇，乙醇，二氯甲烷，三氯乙烯，三氯乙烷，及其混合物。

15.权利要求10的锂硫电池，其中所述粘合剂选自聚乙酸乙烯酯，聚乙烯醇，聚环氧乙烷，聚乙烯基吡咯烷酮，烷基化聚环氧乙烷，交联的聚环氧乙烷，聚乙烯基醚，聚甲基丙烯酸甲酯，聚偏二氟乙烯，六氟丙烯与偏二氟乙烯的共聚物，聚丙烯酸乙酯，聚四氟乙烯，聚氯乙烯，聚丙烯腈，聚乙烯基吡啶，聚苯乙烯，(丁缩醛-乙烯醇-乙酸乙烯酯)共聚物，(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯)共聚物，(氯乙烯-乙酸乙烯酯)共聚物，聚环氧烷，(1-乙烯基吡咯烷酮-乙酸乙烯酯)共聚物，纤维素乙酸酯，及其混合物。

16.权利要求10的锂硫电池，其中所述集电体在除去增塑剂之前进行轧制。

17.权利要求1的锂硫电池，其中所述离子导电性能由离子导电介质提供，所述离子导电介质选自碳酸亚乙酯，碳酸亚丙酯，二氧戊环，环丁砜，二甲苯，二甘醇二甲醚，四氢呋喃，四甘醇二甲醚，砜，二甲基砜，碳酸二烷基酯，丁内酯，N-甲基吡咯烷酮，四甲基脲，甘醇二甲醚，冠醚，二甲氧基乙烷，N，N-二甲基甲酰胺，N，N-二乙基乙酰胺，六甲基磷酰胺，吡啶，二甲亚砜，N，N-二甲基乙酰胺，磷酸三丁酯，磷酸三甲酯，N，N，N，N-四乙基磺酰胺，四亚甲基二胺，四甲基亚丙基二胺，五亚甲基三胺，甲醇，乙二醇，聚乙二醇，硝基甲烷，三氟乙酸，三氟甲烷，磺酸，二氧化硫，三氟化硼，及其混合物。