[发明专利]一种含硫电极、含有该电极的锂硫电池及其制备方法

权利要求书

1.一种锂硫电池电极，包括集流体和涂敷层，其特征在于：所述涂敷层为n层结构，且2≤n，从集流体到涂层表层依次为第1层、第2层、……、第n层；第i层涂层包括含硫活性物质、导电剂和粘接剂，其中，1≤i≤n，所述导电剂上接枝有极性官能团，所述极性官能团的质量为所述导电剂的质量的w_i％，所述极性官能团的极性强弱为〥_i，且w_i％≤w_i+1％或/和〥_i≤〥_i+1；

所述极性官能团选自烷烃、烯烃、醚类、硝基化合物、脂类、酮类、醛类、硫醇、胺类、酰胺、醇类、酚类和羧酸类中的至少一种。

2.一种权利要求1所述的锂硫电池电极，其特征在于，所述含硫活性物质包括硫单质、硫基化合物和硫复合物中的至少一种，所述含硫活性物质的质量占整个第1层涂敷层的质量的30％～99％。

3.一种权利要求2所述的锂硫电池电极，其特征在于，所述硫单质包括升华硫和/或高纯硫；所述硫基化合物包括有机硫化物、Li₂S_n和碳硫聚合物(C₂S_v)_m中的至少一种，其中，n≥1，1≤v≤8，1≤m；所述硫复合物包括硫/碳复合物、硫/导电聚合物复合物和硫/无机氧化物中的至少一种。

4.一种权利要求1所述的锂硫电池电极，其特征在于，0＜w_i％≤20％。

5.一种权利要求1所述的锂硫电池电极，其特征在于，所述导电剂为零维导电剂、一维导电剂、二维导电剂和三维导电剂中的至少一种，所述导电剂在所述涂敷层中的含量为0.5％～40％。

6.一种权利要求5所述的锂硫电池电极，其特征在于，所述零维导电剂为导电炭黑、超级导电碳和科琴黑中的至少一种；所述一维导电剂为碳纳米管或/和导电碳纤维；所述二维导电剂为石墨烯；所述三维导电剂为复合物导电剂。

7.一种权利要求5所述的锂硫电池电极，其特征在于，所述导电剂含有二维导电剂或/和三维导电剂时，导电剂最大横切面的等效直径小于或等于30μm。

8.一种锂硫电池，其特征在于，所述锂硫电池的正极电极为权利要求1所述锂硫电池的电极。

9.一种权利要求8所述锂硫电池的制备方法，其特征在于，主要包括如下步骤：

步骤1，浆料的配制：将含硫活性物质a_i、导电剂c_i、粘接剂z_i配制成浆料j_i作为第i层涂层的浆料待用；

步骤2，i层涂层的正极片的制备：在集流体或涂敷了i-1层涂层的表面涂敷步骤1制备得到的浆料j_i，干燥后得到涂敷了i层涂层的正极片；

步骤3，正极片的制备：将浆料j_n涂敷在已经涂敷了n-1层涂层的电极表面，干燥后得到正极片；

步骤4，成品锂硫电池制备：将步骤3得到的正极片与负极片、隔离膜组装得到裸电芯，之后入壳/袋，干燥、注液、化成、整形后得到成品锂硫电池。

10.一种权利要求9所述锂硫电池的制备方法，其特征在于，步骤4所述负极为富锂物质或/和贫锂物质；所述富锂物质为金属锂带；所述贫锂物质包括碳类材料、合金类材料、金属氧化物系列材料、金属氮化物和碳化合物中的至少一种；且当所述负极为贫锂物质时，全电池制备时需要采用补锂方法补锂；所述补锂方法包括金属锂粉直接补锂法、将金属锂粉配制成浆料后涂敷在石墨烯负极表面的补锂法、金属锂带补锂法、直接接触补锂法和电镀补锂法中的一种。