[发明专利]金属-硫电池正极，其制造方法以及包括其的金属-硫电池

权利要求书

1.一种锂-硫电池的正极，包括：

正极活性材料层，其包括碳材料和含硫材料，

其中，在所述正极活性材料层中分别配置有使所述含硫材料致密的区域和使所述碳材料致密的区域，

其中，所述含硫材料为S₈、Li₂S、硫化聚合物或其两种或更多种的混合物，和

其中，所述含硫材料至少包括Li₂S，并且所述Li₂S具有正交晶相。

2.根据权利要求1所述的正极，其中，所述含硫材料是S₈和Li₂S的混合物。

3.根据权利要求2所述的正极，其中，在所述正极活性材料层中，所述S₈的重量高于所述Li₂S的重量。

4.根据权利要求1所述的正极，其中，所述碳材料是石墨烯。

5.根据权利要求1所述的正极，其中，所述正极活性材料层中的所述含硫材料的重量高于所述碳材料的重量。

6.根据权利要求1所述的正极，其中，所述正极活性材料层包含60-90wt％的所述含硫材料和剩余wt％的所述碳材料。

7.根据权利要求1所述的正极，其中，在使所述含硫材料致密的所述区域中，纳米尺寸的含硫材料颗粒聚集并且被所述碳材料包围。

8.根据权利要求7所述的正极，其中，所述含硫材料包括硫化锂纳米颗粒，并且一些所述硫化锂纳米颗粒是棒状纳米颗粒。

9.金属-硫电池正极的制造方法，包括：

制备碳材料和含硫材料的混合物；和

将所述混合物放入模具中加压以形成正极活性材料层，所述正极活性材料层为自支撑膜，

其中，所述含硫材料是S₈、Li₂S、硫化聚合物或其两种或更多种的混合物，和

其中，所述含硫材料至少包括Li₂S，并且所述Li₂S在所述混合物中具有立方晶相，并且在被压制之后，在所述正极活性材料层中变为正交晶相。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述含硫材料是S₈和Li₂S的混合物。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，在所述正极活性材料层中，所述S₈的重量高于所述Li₂S的重量。

12.根据权利要求9所述的方法，其中，所述混合物中所述含硫材料的重量高于所述碳材料的重量。

13.根据权利要求9所述的方法，其中，所述加压在750至1100MPa下进行。

14.根据权利要求9所述的方法，其中，所述正极活性材料层包含60-90wt％的所述含硫材料和剩余wt％的所述碳材料。

15.金属-硫电池，包括：

根据权利要求1所述的正极，

面对所述正极设置的负极；和

位于所述正极和所述负极之间的电解质。

16.根据权利要求15所述的电池，其中，所述电解质是非水液体电解质。

17.根据权利要求16所述的电池，其中，所述电解质还包括铵盐。