[发明专利]一种新型锂离子电池

权利要求书

1.一种锂离子电池体系，包括能够可逆嵌脱锂的正极，负极，和电解质，其特征在于，以硫基材料作为负极活性物质。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：硫基材料至少选自单质硫及其复合物，有机硫及其复合物，Li₂S_n(n≥1)及其复合物中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的锂离子电池，其特征在于：单质硫复合物包括硫/金属氧化物复合物、硫/碳复合物、硫/导电聚合物复合物。

其中，所述金属氧化物至少选自氧化铁、氧化钒、氧化钛、氧化锡、氧化钼中的一种或多种。

所述的硫/碳复合物至少包括：硫/多孔碳复合物，硫/碳纳米管复合物，硫/石墨烯复合物，硫/碳黑复合物，硫/石墨复合物，硫/中间相碳微球复合物。多孔碳选自含有大孔、介孔、微孔中至少一种的碳材料。碳黑选自乙炔黑、科琴黑中的一种或多种。石墨选自天然石墨、人工石墨、改性石墨中的一种或多种。

所述的导电聚合物至少选自聚苯胺、聚吡咯、聚乙炔、聚苯撑、聚噻吩中的一种或多种。

4.根据权利要求2所述的锂离子电池，其特征在于：有机硫至少含有以下结构的化合物：

其中，n≥2。

5.根据权利要求2所述的锂离子电池，其特征在于：Li₂S_n(n≥1)复合物至少包括Li₂S_n/多孔碳复合物，Li₂S_n/碳纳米管复合物，Li₂S_n/石墨烯复合物，Li₂S_n/碳黑复合物，Li₂S_n/石墨复合物，Li₂S_n/中间相碳微球复合物。

其中，所述的多孔碳可选自含有大孔、介孔、微孔中至少一种的碳材料。碳黑选自乙炔黑、科琴黑中的一种或多种。石墨选自天然石墨、人工石墨、改性石墨中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：正极材料为嵌锂化合物，选自锂过渡金属氧化物和聚阴离子正极材料，可选自钴酸锂及其复合物，磷酸铁锂及其复合物，锰酸锂及其复合物，三元正极材料及其复合物，富锂材料及其复合物。

7.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：电解质选自液体电解质和固体电解质。

其中，所述的液体电解质包括基于质子性有机溶剂和离子液体的电解质；固体电解质包括无机固态电解质、凝胶聚合物电解质和固态聚合物电解质。

基于质子性有机溶剂的电解质至少选自碳酸酯电解液和醚电解液。碳酸酯电解液的溶剂选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯中的至少一种，溶质选自六氟磷酸锂、高氯酸钠、碘化锂和二（三氟甲基磺酰）亚胺锂(LiTFSI)中的至少一种；醚电解液的溶剂选自1,3-二氧戊环、乙二醇二甲醚和三乙二醇二甲醚中的至少一种，溶质选自六氟磷酸锂、高氯酸锂、碘化锂和二(三氟甲基磺酰)亚胺锂中的至少一种。

所述无机固态电解质选自一种或多种固态陶瓷电解质。

所述聚合物电解质至少选自聚环氧乙烷(PEO)、聚乙二醇二甲醚(PEGDME)、偏二氟乙烯与六氟丙烯的共聚物(PVDF-HFP)中的一种或几种。

8.一种制备权利要求1-7任一所述锂离子电池的方法，主要包括如下步骤：将含有硫基活性物质的电极作为负极，与正极匹配，组装成所述的锂离子电池。

9.一种能量存储元件，其特征在于：含有权利要求1所述的锂离子电池。

10.一种便携式电子设备，其特征在于：使用权利要求8所述的能量存储元件。