[发明专利]多区域的硫电极及其制造方法

权利要求书

1.一种锂电池，其包括负电极、隔膜和正电极，所述正电极包括：

三维多孔碳基板，所述三维多孔碳基板中包括多个宏观结构和/或介观结构的空隙；

硫，所述第一三维多孔碳的多个宏观结构和/或介观结构的空隙的至少一部分被注入所述硫；以及

碳质或导电添加剂(例如，纳米结构的碳)，所述三维多孔碳基板的多个宏观结构和/或介观结构的空隙的至少一部分包括沉积在其中、其上或上述的组合的所述碳质或导电添加剂；

所述隔膜位于所述负电极和所述正电极之间。

2.一种锂硫电池，其包括负电极、隔膜和正电极，所述正电极包括：

多孔碳基板，所述多孔碳基板包括介孔碳并具有基板表面；

硫，所述多孔碳的至少一部分被注入所述硫；以及

氧化石墨烯，所述氧化石墨烯被沉积或涂覆在所述多孔碳基板的表面上；

所述隔膜位于所述负电极和所述正电极之间，所述基板表面包括沉积或涂覆于其上的氧化石墨烯，所述氧化石墨烯面向或靠近所述隔膜。

3.根据前述权利要求中任一项所述的锂电池，其中所述阳极包括锂化硅颗粒。

4.根据权利要求2或3中任一项所述的电池，其中所述正电极还包括碳夹杂物(例如炭黑)，所述碳夹杂物不是所述氧化石墨烯或所述多孔碳基板。

5.根据前述权利要求中任一项所述的锂电池，所述三维多孔碳基板包括第一区域或层以及第二区域或层，所述第一区域或层中包括多个宏观结构和/或介观结构的空隙，所述第二区域或层中包括多个微观结构和/或介观结构的空隙。

6.根据前述权利要求中任一项所述的锂电池，其中所述三维多孔碳基板包括第一区域和第二区域，所述第二区域包括碳质或导电添加剂，所述碳质或导电添加剂沉积在所述第二区域的基板的宏观结构和/或介观结构的空隙中(例如其中，所述基板和所述第二区域的添加剂共同形成多个微观结构的空隙)。

7.一种锂电池，其包括负电极、隔膜和正电极，所述正电极包括：

三维多孔碳基板，所述三维多孔碳基板包括介孔碳(例如粉末、纸、纤维)和基板表面；

硫，所述多孔碳的至少一部分被注入所述硫；以及

碳质添加剂(例如氧化石墨烯)，所述碳质添加剂被沉积或涂覆在所述多孔碳基板的表面上；

所述隔膜位于所述负电极和所述正电极之间。

8.根据前述权利要求中任一项所述的锂电池，其中所述第二层或区域位于所述第一层或区域与所述隔膜之间。

9.根据前述权利要求中任一项所述的锂电池，其中所述第一层或区域具有约10％或更高(例如，约20％或更高、约30％或更高、约50％或更高、约70％或更高等)的空隙比孔隙率。

10.根据前述权利要求中任一项所述的锂电池，其中所述宏观结构的空隙(例如，具有约50纳米或更大，比如约50纳米至约500微米的至少一个尺寸的空隙)构成所述第一层或区域的空隙比孔隙率的约20％或更高(例如，约30％或更高、约40％或更高、约50％或更高、约60％或更高、约70％或更高等)。

11.根据前述权利要求中任一项所述的锂电池，其中所述第二层或区域具有约10％或更高(例如，约20％或更高、约30％或更高、约40％或更高、约50％或更高等)的空隙比孔隙率。

12.根据前述权利要求中任一项所述的锂电池，其中所述微观结构的空隙(所述空隙例如，具有约10纳米或更小，例如约50纳米或更小，或约2纳米或更小的至少一个尺寸)构成所述第二层或区域的空隙比孔隙率的约20％或更高(例如，约30％或更高、约40％或更高、约50％或更高、约60％或更高、约70％或更高等)。