[发明专利]一种锂硫电池及其制备方法

说明书

本发明公开了一种锂硫电池，它包括，包括正极电极、负极电极、电池隔膜和电解液，本发明可以缓解充放电过程中硫体积膨胀的问题，并且对多硫化物的溶解穿梭起到物理限制作用，从而能够有效的提高锂硫电池的比容量、倍率性能以及循环稳定性。

技术领域

本发明属于电池材料领域，具体涉及一种锂硫电池及其制备方法。

背景技术

锂硫电池因其具有高理论能量密度、对环境污染小的优点近年来备受关注。但是目前研发出来的锂硫电池还是存在一些缺陷，如，锂硫电池在充放电过程中，会产生穿梭效应，造成活性物质的不可逆损失，导致电池容量衰减；同时锂硫电池在充放电过程中，产生的多硫化锂会在负极沉积，使得锂负极有锂枝晶生成，导致锂硫电池的循环稳定性变差。

发明内容

本发明的目的是提供一种锂硫电池及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种锂硫电池，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。

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。