[发明专利]一种焊接式一体化全固态锂硫电池及其制备方法

说明书

本发明公开了一种焊接式一体化全固态锂硫电池及其制备方法。该焊接式一体化全固态锂硫电池是由表面修饰过的硫正极、锂负极以及双烯硼酸锂盐原位聚合制得的半互穿网络双盐固态电解质膜，经热压形成三位一体的全固态锂硫电池。由本发明设计的焊接式一体化法可适用于所有全固态二次电池的构建。本发明制备的焊接式一体化全固态锂硫电池具有制备简单易行、电池各部件间界面兼容性好、电子/离子传导性高等优点，用本发明设计的焊接式一体化全固态锂硫电池放电容量高，循环寿命稳定。

技术领域

本发明属于固态电池领域，涉及一体化全固态电池的构建及其制备方法。更具体的，涉及一种焊接式一体化全固态锂硫电池及其制备方法。

背景技术

锂硫电池具有2600Wh kg^-1的高理论能量密度，硫资源丰富、价格低廉，对环境友好等优点，是新一代高能量密度的二次锂电池体系。但是传统的隔膜/电解液体系一方面所用的溶剂沸点低、易燃易爆；另一方面电池反应中间产物多硫化锂易溶解在电解液中带来的“穿梭效应”导致容量衰减，这些存在的问题阻碍了锂硫电池的应用发展。固态聚合物电池是解决上述问题的理想选择之一：聚合物电解质不仅可作为电解质膜替代传统的隔膜/电解液体系，提高电池安全性能；还可应用于正极和负极等部件，构建离子传输通道、保护锂负极和抑制锂枝晶生成，改善电池性能。理想的固态聚合物电解质不仅具有良好的Li⁺传导率，且能与各部件功能匹配、界面兼容。

目前，国内外在固态电池方面的研究工作很多，但是在离子传导率、机械强度、与电极材料的界面兼容性以及便捷制备方法等方面还不能兼顾。本发明采用“焊接式”的理性设计思想，将表面修饰过的硫正极、锂负极和双烯硼酸锂盐原位聚合制得的半互穿网络双盐固态电解质膜，经热压形成三位一体的全固态锂硫电池。可使硫正极、电解质膜与锂负极形成一体化离子传导网络，极大改善界面兼容性。该方法具有操作时间短，工艺简单，易实现工业化大规模生产等优点。因此，本发明将有利于构建一体化全固态锂硫电池的批量化生产。

国内外固态电解质主要文献有：

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