[发明专利]同轴连接器和连接器组件

说明书

技术领域

本发明属于锂硫电池领域，尤其涉及一种锂硫电池制备方法及该方法制备得到的锂硫电池。

背景技术

自从1991年，碳材料创造性的运用于锂离子电池领域，并带来该领域革命性的变化，即高效而安全的进行多次充放电后，其便被广泛的运用于手机、便携式电脑、电动车、数码相机、I-pad等便携式电子产品中。但是，随着人们对这些便携式生活要求的提高，传统锂电池已经不能满足人类的需求。因而，具有高比能、高安全性、高使用寿命及低成本的下一代锂电池被寄予厚望。

新的阴极材料开发是提高电池比能量的关键：硫阴极具有1675mAh/g的理论比容量和2600Wh/Kg的能量密度，是目前商用过渡金属氧化物阴极理论比容量和比能量的十倍，并且硫在自然界中含量丰富、价格低廉、对环境安全友好，因此硫阴极成为最具有发展前景的锂电阴极材料之一。然而，由于硫作为阴极材料，其本身在嵌锂后体积急剧膨胀（理论膨胀率在90%左右），导致整个电极厚度增加，同时由于集流体的束缚，将使得电池在厚度方向膨胀变形，软包锂硫电池表现的尤为突出；更为严重的是，当集流体无法束缚涂层膨胀时，将发生集流体断裂显现，导致电芯报废。

针对锂硫电池含硫电极在嵌锂后体积急剧膨胀问题，确有必要开发一种新的方法，用以解决硫阴极膨胀导致的电芯变形、电极断裂等问题。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，提供的一种新的解决锂硫电池由于硫电极在嵌锂后体积急剧膨胀而导致的电芯变形、电极断裂等问题的方法：即选择与硫电极充电膨胀率相匹配的阳极电极组装锂硫电池；充电过程中，阴极硫体积收缩，阳极电极体积膨胀，且收缩膨胀比例相匹配；放电时，阴极硫体积膨胀，阳极电极体积收缩，且膨胀收缩比例相匹配；最终通过“此消彼长”的方式，解决整个锂硫电池体积膨胀的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种锂硫电池的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，充电过程中最大厚度膨胀率为c₁%的硫电极的制作：将至少含有单质硫、硫基化合物或硫复合物中的一种的活性物质与粘接剂、导电剂以及溶剂搅拌均匀得到阴极浆料，之后涂覆、干燥冷压制备得到阴极极片；定义此时的阴极极片满充后膨胀率为c₁%，单位面积能够发挥的容量为c_cmAh；

步骤2，充电过程中最大厚度膨胀率为a₁%的阳极片的制作：根据阴极极片的满充膨胀率c₁%，单位面积能够发挥的容量c_cmAh，选择阳极活性物质种类及涂覆厚度，使得其满充时的体积膨胀率与c₁%匹配，单位面积能够发挥的容量与c_cmAh匹配；之后将活性物质与导电剂、粘接剂以及溶剂混合均匀得到阳极浆料，之后涂覆、干燥冷压制备得到阳极极片；定义此时的阳极极片满充后膨胀率为a₁%，单位面积能够发挥的容量为c_amAh；

步骤3，成品锂硫电池制备：将步骤1得到的阴极片、步骤2得到的阳极片以及隔离膜组装得到裸电芯，之后入壳/入袋、烘烤、注液、静置、化成、整形得到成品电化学储能电池。

步骤1所述硫单质包括升华硫和/或高纯硫；硫基化合物包括有机硫化物、Li2Sn（n ≥ 1）、碳硫聚合物(C₂S_v)_m 中的至少一种；所述硫复合物包括硫/碳复合物、硫/导电聚合物复合物、硫/无机氧化物中的至少一种；c₁%≥m%，其中，5≤m≤40。

步骤1所述活性物质，还可以含有锂离子电池其他阴极材料，包括锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物、锰镍钴复合氧化物、锂钒氧化物、锂铁氧化物中的一种或多种。

步骤2所述阳极活性物质包括碳类材料、合金类材料、金属氧化物系列、金属氮化物、碳化合物中的至少一种；

还可以对步骤1或/和步骤2制得的阴极片或/和阳极片进行富锂。

步骤2所述膨胀匹配关系为：（a₁%-c₁%）<m%且（c₁%-a₁%）<m%；步骤2所述容量匹配关系为0≤（c_amAh-c_cmAh）/c_cmAh≤20%。