[发明专利]一种锂硫电池及其制备方法

权利要求书

1.一种锂硫电池，其特征在于，它包括，包括正极电极、负极电极、电池隔膜和电解液；

所述的正极电极中正极材料包括下述重量份的各原料：

硫75-85、导电石墨1-5、导电剂溶液250-300、粘合剂8-15；

所述导电剂溶液由下述重量份的原料组成的：

二乙烯三胺2-3、噻吩15-20、六水三氯化铁0.4-2、碳纳米管60-70、丙烯酸钠20-30、过硫酸铵0.6-1、磷酸二氢铝2-4、聚山梨酯0.4-1；

所述导电剂溶液的制备方法，包括以下步骤：

(1)取过硫酸铵，加入到其重量20-30倍的去离子水中，搅拌均匀；

(2)取二乙烯三胺，加入到混合料重量10-14倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入噻吩，升高温度为55-60℃，保温搅拌1-2小时，得胺溶液；

(3)取六水三氯化铁，加入到其重量10-19倍的去离子水中，搅拌均匀，得氧化剂溶液；

(4)取碳纳米管，加入到浓度为96-98％的硝酸溶液中，超声10-13小时，过滤，将沉淀水洗，常温干燥，与丙烯酸钠混合，加入到混合料重量20-26倍的去离子水中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为65-70℃，保温搅拌4-5小时，加入上述胺溶液、聚山梨酯，降低反应釜温度为10-15℃，加入上述氧化剂溶液，保温搅拌10-15小时，出料，与磷酸二氢铝混合，搅拌均匀，即得所述导电剂溶液；

所述粘合剂的制备方法，包括以下步骤：

取40-50重量份的苯酚、2-3重量份的环氧丙烷混合，加入到混合料重量10-14倍的无水乙醇中，搅拌均匀，升高温度为50-60℃，保温搅拌1-2小时，加入70-75重量份的37％的甲醛，搅拌均匀，送入到85-90℃的恒温水浴中，加入10-15重量份的氢氧化钠，保温搅拌3-4小时，出料，抽滤，将滤饼水洗，60-65℃下保温搅拌20-30分钟，冷却至常温，即得所述粘合剂；

所述氢氧化钠的浓度为0.7-1mol/l；

所述电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：

取硫，加入到导电剂溶液中，升高温度为40-50℃，超声4-6小时，过滤，将沉淀水洗，干燥后送入到烧结炉中，加入粘合剂，升高温度为170-175℃，保温40-50分钟，通入氩气保护，降低温度为140-150℃，保温搅拌12-15小时，出料，冷却至常温，即得所述锂硫电池正极材料。

2.根据权利要求1所述的一种锂硫电池，其特征在于，所述的负极电极中负极材料为属锂带和铜箔覆合，其中金属锂带密度为0.5-0.6mg/cm²，金属锂带厚度50-100微米，铜箔厚度6-12微米。

3.根据权利要求2所述的一种锂硫电池，其特征在于，所述的电解液包括溶剂A、溶剂B和硝酸锂，其中硝酸锂的浓度为1-1.5mol/L，硝酸锂和溶剂A的摩尔比为1：3-5，溶剂A为DMC、DME中一者或者两者的的混合物；溶剂B为六氟异丙基甲醚。

4.根据权利要求1所述的一种锂硫电池，其特征在于，所述的电池隔膜为聚酰亚胺薄膜，其双面涂覆陶瓷粉。

5.一种如权利要求1-4中任一所述的锂硫电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)材料处理，包括正极材料的球磨、涂布；

(2)分条裁片、辊压；

(3)材料烘烤；

(4)叠片；

(5)焊接；

(6)封装。

6.根据权利要求5所述锂硫电池的制备方法，其特征在于，所述球磨条件为球磨速度1800-2000rpm，球磨锆珠直径0.8-1.2微米。

7.根据权利要求5所述锂硫电池的制备方法，其特征在于，所述涂布温度为60-80℃，速度2-6米/分钟。

8.根据权利要求5所述锂硫电池的制备方法，其特征在于，所述辊压的压实密度为0.8-1.2。

9.根据权利要求5所述锂硫电池的制备方法，其特征在于，所述材料烘烤条件为：正压氮气保护烘烤80-100℃，烘烤后冷却到55-60℃再用负压高真空抽走水分，4个小时一个循环，至少6个循环，烘烤后水含量达到50ppm以下。