[实用新型]一种高能量密度长寿命的锂硫动力电池

说明书

技术领域

本实用新型涉及锂硫动力电池领域，具体涉及一种高能量密度长寿命的锂硫动力电池。

背景技术

众所周知，发展新能源汽车是我国从汽车大国走向汽车强国的必由之路，要加大研发力度，认真研究市场，用好用活政策，开发适应各种需要的产品，使之成为一个强劲的增长点。目前，发展新能源汽车已经提到能不能实现‘中国梦’的战略高度，其发展大势不可动摇。

在全球范围内，新能源汽车市场从2011年开始，进入高速发展期。近两年全球新能源汽车销量有所放缓，而中国新能源汽车市场急速增长，呈爆发之势。全球新能源汽车市场逐步向中国转移。

动力电池是电动汽车的心脏，是新能源汽车发展的关键。根据我国《节能与新能源汽车技术路线图》的要求，2020年纯电动汽车动力电池的能量密度要达到350Wh/kg，2025年要达到400Wh/kg，2030年要达到500Wh/kg。现有以层状结构材料为正负极的锂离子动力电池，如以石墨为负极，以磷酸铁锂为正极的锂离子动力电池，目前只能达到120～140Wh/kg，就是以三元复合材料为正极的锂离子动力电池，也只能达到180～240Wh/kg。因此，现有以层状结构材料为正负极的锂离子动力电池很难实现上述目标。也可以说增大锂离子动力电池的能量密度，显著提高新能源汽车的续航里程和动力电池的使用寿命，是本领域技术人员亟需探索和解决的技术难题。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种高能量密度长寿命的锂硫动力电池，该电池在确保安全使用条件下，锂硫动力电池电芯能量密度≥500Wh/kg，循环寿命可由现有公布的最好水平500次提高到≥2000次 (80％DOD)。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种高能量密度长寿命的锂硫动力电池，所述锂硫动力电池包括正极、负极、隔膜、电解液、外壳、正极耳和负极耳，所述正极的集流体为铝箔，所述负极的集流体为铜网,所述铝箔和所述铜网的两面均设置有第一涂层，所述铝箔两面第一涂层的外侧还设置有第二涂层；所述膜是以多孔的PE膜为基材，所述 PE膜的一面设置有涂层。

进一步，所述铜网厚度≤20μm；所述铝箔厚度≤16μm；所述PE膜厚度≤ 20μm。

进一步，所述第一涂层的厚度为1～3μm。

进一步，所述正极的极耳为铝极耳；所述负极的极耳为铜镀镍极耳。

进一步，所述外壳为铝塑复合膜外壳。

进一步，所述铜网其中一面的第一涂层外侧压合设置有一层金属锂箔。

进一步，所述第二涂层由硫碳复合物，super-P，Ks-6，VGCF，PVDF按设定重量比例混合，溶剂为NMP，经制浆涂布而成。

进一步，所述硫碳复合物是以super-P和升华硫为原料，通过设定的重量比例混合和球磨，并经两步高温煅烧处理，再用气流粉碎机粉碎、分级，得到的粒径为1～5μm的硫碳复合物。

进一步，所述硫碳复合物，super-P，Ks-6，VGCF和PVDF的重量百分比为：硫碳复合物85％～90％；super-P 4％～5％；KS-6 3％～4％；VGCF 2％～3％；PVDF 3％～ 4％。

进一步，所述PE膜一面的涂层由LGPS和PVDF按设定重量比例混合，溶剂为NMP，制浆后在PE膜基材单面涂布而成，该涂层的厚度为1～5μm，涂膜后的PE隔膜的气孔率为0％。

进一步，所述LGPS和PVDF的重量比为：LGPS：PVDF＝5:1～2；LGPS的粒度≦100nm，所述LGPS的化学式为Li₁₀GeP₂S₁₂。

进一步，所述电解液由设定重量比例的LiPF₆，LIBC₂O₄F₂,EC,PC,EMC， DEC，EA，EP，VC，PS，FEC和DMMP混合制备而成。