[发明专利]电极与电极的制备方法与电池

说明书

本发明公开了一种电极，包括：含硫与碳的层状物，包括碳材、硫材与粘合剂；其中该含硫与碳的层状物的硫含量，从该含硫与碳的层状物的中心朝该含硫与碳的层状物的两侧表面逐渐降低。上述电极可作为电池的正极，且电池可具有负极；以及位于正极与负极之间的电解液。

技术领域

本发明涉及锂硫电池，特别涉及其电极结构。

背景技术

锂/硫(Li/S)电池的理论电容量比LiFePO₄高出一个数量级。然而，锂/硫系统在许多应用中尚未实现，因为硫正极材料在实际用于可再充电的锂电池之前，仍需要解决以下问题：1)硫的导电性不佳，因此粒径小可确保高的硫利用率以及在充放电循环中维持高的可逆电容量。2)应避免充放电的中间产物(多硫化物)溶解进入电解液中，以确保长的循环寿命。3)应提高正极材料的导电率，以确保更好的倍率性能。

目前现有技术中解决上述问题的方法是直接湿法涂布碳材于硫碳电极上。然而涂布的碳材与硫碳电极之间的层状界面，将大幅增加电极的阻抗。

综上所述，目前亟需新的电极结构解决上述问题。

发明内容

本发明一实施例提供的电极，包括：含硫与碳的层状物，包括碳材、硫材与粘合剂；其中含硫与碳的层状物的硫含量，从该含硫与碳的层状物的中心朝该含硫与碳的层状物的两侧表面逐渐降低。

本发明一实施例提供的电池，包括：正极，其为上述的电极；负极；以及位于正极与负极之间的电解液。

本发明一实施例提供的电极的制备方法，包括：将硫碳膜置于两碳膜之间后，延压形成电极，且电极是含硫与碳的层状物，其中含硫与碳的层状物的硫含量，从该含硫与碳的层状物的中心朝该含硫与碳的层状物的两侧表面逐渐降低。

附图说明

图1是本发明一实施例中，电极的示意图；

图2是本发明一实施例中，电池的示意图；

图3是本发明一实施例中，纯硫、纯碳与硫碳复合材料的导电率对压力的曲线图；

图4是本发明一实施例中，电极在不同深度的硫碳元素比；

图5是本发明一实施例中，电池在不同充放电速度下，经多次充放电循环后的充放电容量；

图6是本发明一实施例中，电池在0.5C的充放电循环测试多次后的电容量；

图7是本发明一实施例中，电池在不同循环次数下的充放电曲线图；

图8是本发明一实施例中，电极在不同深度的硫碳元素比；

图9是本发明一实施例中，电池在不同充放电速度下，经多次充放电循环后的充放电容量；

图10是本发明一实施例中，电池在0.5C的充放电循环测试多次后的电容量；

图11是本发明一实施例中，电池在不同循环次数下的充放电曲线图；

图12是本发明不同实施例的电极的导电率对压力的曲线图。

【附图标记说明】

10 含硫与碳的层状物；

11 助导层；

13 电流收集层；

20 电池；

21 正极；

23 电解液；

25 负极。

具体实施方式