[实用新型]一种锂硫电池正极及电池

说明书

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池技术领域，更具体的，涉及一种锂硫电池正极及电池。 

背景技术

经过近几十年的发展，传统的锂离子电池因为电极材料的限制越来越难以满足人类对高能量密度电池的需求。研发高比容量和高能量密度的电极材料成为了目前电池领域的研究热点。硫的理论比容量高达1675mAh/g，是目前传统正极材料的近10倍，以硫作为锂离子电池的正极材料，可使电池的理论能量密度达到2600W/kg，足以满足电动汽车、智能电网和高性能移动电子终端等应用的需要。因此，含硫正极的锂硫电池成为近年来受到了广泛的关注。 

硫在充放电过程中与锂反应生成的中间产物是多硫化物，它易溶于电解液，使锂硫电池的正极容量急剧下降，导致电池的循环寿命变差。目前，改善锂硫电池循环寿命的方法主要是将硫复合到碳结构中，形成硫-碳复合结构，一定程度上限制了多硫化物的溶解，改善了循环寿命。例如，在文献Nature Materials（2009，8(6):500-506）中，提出了将硫填充到有序介孔碳中，作为正极材料，改善了电池的循环稳定性。 

但是，目前锂硫电池的研究均集中在含硫材料的制备上，锂硫电池的极片基本采用传统的结构，即涂覆一层活性物质层在集流体上，如图2所示。电池的极片结构对电池的性能同样有显著的影响，目前很少有针对锂硫电池极片结构的研究。 

实用新型内容

针对现有技术的缺陷，本实用新型提出一种锂硫电池正极及包含盖正 极的电池，其目的在于提高锂硫电池的正极容量，改善电池的循环寿命，解决传统锂硫电池在充放电过程中的中间产物多硫化物溶于电解液，使锂硫电池的正极容量急剧下降，导致电池的循环寿命变差的问题。 

一种锂硫电池正极，包括集流体和位于其上的第一硫碳复合涂覆层，其特征在于，还包括用于阻挡第一硫碳复合涂覆层中硫流失的第二硫碳复合涂覆层，其位于第一硫碳复合涂覆层上。 

进一步地，所述第二硫碳涂覆层中的硫碳质量比小于第一硫碳复合涂覆层中的硫碳质量比。 

一种锂硫电池，包含所述的锂硫电池正极。 

与现有技术相比，本实用新型在现有的第一硫碳涂覆层上增加了一层硫碳复合涂覆层，其作为阻挡层以阻挡第一硫碳复合涂覆层中的硫流失，使得电池正极既能包含较多重量的硫，又能很好的限制多硫化物的溶解，从而能够使得锂硫电池既具有较高的能量密度，又具有良好的循环稳定性。 

为了起到阻挡层的作用，其具体实现方式是锂硫电池正极的第一、第二涂覆层采用了较佳的硫碳质量比，使得第二硫碳涂覆层中的硫碳质量比小于第一硫碳复合涂覆层中的硫碳质量比，第二硫碳涂覆层中的较多碳对本层以及第一涂覆层中的硫起到了约束作用，阻挡硫单质还原生成的多硫化物溶于电解液，达到改善电池正极极片结构的目的，使得锂硫电池既具有较高的能量密度，又具有良好的循环稳定性。 

附图说明

图1是本实用新型电池极片结构示意图； 

图2是传统的电池极片结构示意图； 

图中，1—第二硫碳涂覆层，2—第一硫碳涂覆层，3—集流体。 

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描 述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。 

图1所示为本实用新型提供的锂硫电池极片结构示意图，本实用新型提供的锂硫电池正极包括：第二硫碳涂覆层1、第一硫碳涂覆层2和集流体3。其中第一硫碳涂覆层2处于集流体3与第二硫碳涂覆层1之间。涂覆层均由硫、碳和粘结剂组成。的第二硫碳复合涂覆层，其作为阻挡层以阻挡第一硫碳复合涂覆层中的硫流失。 

为了起到阻挡层的作用，其具体实现方式是两涂覆层中的硫碳质量比不同，第二硫碳涂覆层1中的硫碳质量比小于第一硫碳复合涂覆层2中的硫碳质量比。 

本实用新型提供的锂硫电池正极，第一硫碳复合涂覆层2中硫与碳的质量比优选为5:5～9:1，保证电极片中含有足够多的硫提供容量。 

本实用新型提供的锂硫电池正极，第二硫碳涂覆层1中硫与碳的质量比优选为1:9～4:6，保证具有良好的限制多硫化物溶解的能力。 

以下实施例均为采用如图1所示的本实用新型锂硫电池正极极片的锂硫电池上的实施结果，对比例均为采用如图2所示的传统锂硫电池正极极片的锂硫电池实验结果，本实用新型锂硫电池正极极片包含第一、第二两层涂覆层，传统锂硫电池正极极片仅包含一层涂覆层。 

实施例1