[发明专利]一种液态锂硫电池正极及其制备方法与锂硫电池

说明书

本发明属于电化学储能技术领域，涉及一种液态锂硫电池正极及其制备方法与锂硫电池。首先在手套箱中称取一定量的硫、硫化锂粉末溶解在一种有机溶剂中，搅拌，形成溶液，将上述溶液滴加在集流体上，组装成锂硫电池。本发明所制备的液态锂硫电池正极材料具有纯度高、分散均匀、制备过程简单和环保无害等特点，极大的简化了锂硫电池的组装流程，降低了生产成本，并极大的优化了锂硫电池的性能，通过简单液态滴加的方式也降低了电池生产成本，同时该液态的锂硫电池循环寿命达到500次，电池容量平均保持在约400mAh/g。

技术领域

本发明属于电化学储能技术领域，本发明涉及一种液态锂硫电池正极及其制备方法与锂硫电池。

背景技术

随着世界经济、科技的飞速发展和智能设备工业的飞速进步，可便携能源器件问题目前已经成为全球性的话题。当下智能掌上设备日益普及，移动终端设备需求更是爆发式增长，使得储能技术受到极大的关注，因此，对高能量密度电化学储能及转换装置的研究意义重大。目前，二次电池中的锂离子电池由于其在能量密度、供给电压、使用寿命和易于携带的等方面的优势，使其成为数码、电动汽车产品等领域的首选电源。但随着人类工业科技进步，纯电动汽车、智能电网、便携电子设备的大规模发展，对更高质量能量密度和体积能量密度的锂离子电池的需求越来越大。因此寻找一种全新的、高能的离子电池体系一直是储能领域的研究热点。

固体硫粉作为锂离子电池正极材料，具有较高的能量密度(2600Wh/kg)，合适的工作电压(大于1.5V)，廉价的成本(0.001美元/盎司)，因此，锂硫电池具有极高的商业应用价值。但是锂硫电池也存在着诸多的问题，其中最主要的是由于单质硫不导电而导致的活性物质利用率低，固体的硫粉无法和集流体有效接触，进而导致锂硫电池性能迅速衰减、器件损坏。更重要的是，以固体硫粉为电极材料的锂硫电池容易产生“穿梭效应”，即无法完全反应的硫材料，形成了副产物-多硫化锂。多硫化锂会溶解于电解液当中，进而产生多硫负离子，随后扩散到锂硫电池负极表面，与负极发生副反应，导致电池失效(NatureMaterials,2009,8,500-506)。

针对以上问题，目前的研究尚未有效解决固体硫粉所带来的问题。因此，通过改进固态硫粉，制备出既能够有效提高电池容量，又能保证容量保持率和循环稳定性的锂硫电池，对锂硫电池商业化应用发展具有重大意义。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，本发明的目的是为了改善现有技术的不足而提供一种液态锂硫电池正极制备方法，填补目前本领域中的技术空白。本发明的技术方案为液态锂硫电池正极的制备方法，具体步骤如下：

(1)称取一定量的硫、硫化锂粉末；

(2)将上述混合粉末溶解在一种有机溶剂中，搅拌分散，形成溶液；

(3)将上述溶液滴加在集流体上，作为电池正极；

其中步骤(2)中所用的有机溶剂为：体积比为(1：1-100)的乙醇和二硫化碳的混合物、体积比为(1：1-100)的乙醇和三氯甲烷的混合物或体积比为(1：1-100)的乙醇和四氯化碳的混合物。

进一步的，步骤(1)中所加入的硫，硫化锂的质量比为(1：1-100)。

本发明的另一技术方案为：一种锂硫电池正极，根据所述的液态锂硫电池正极制备方法制备的。

本发明的另一技术方案为：根据所述的锂硫电池正极材料制备的锂硫电池。

有益效果：

本发明所制备的液态锂硫电池正极材料具有简化了组装流程、纯度高、分散均匀、制备过程简单和环保无害等特点，并极大的优化了锂硫电池的性能，通过简单液态滴加的方式也降低了电池生产成本，同时该液态的锂硫电池循环寿命达到500次，电池容量平均保持在约400mAh/g。

附图说明：