[发明专利]一种具有自修复性能的锂硫电池粘结剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种具有自修复性能的锂硫电池粘结剂，其特征为该粘结剂为含有巯基官能团侧链的交联网络聚合物，其结构式如下：

其中，结构式中波浪纹代表扩散的聚合物链段，聚合物的分子量在10000-1000000g/mol之间。

2.如权利要求1所述的具有自修复性能的锂硫电池粘结剂的制备方法，其特征为该方法包括以下步骤：

将含二硫代环状碳酸酯的组分A和含氨基官能团的组分B加入到溶剂中，得到混合溶液，搅拌反应1.5～5h后，再经过旋蒸除去溶剂，得到具有自修复性能的锂硫电池粘结剂；

其中，质量比为，组分A：组分B =（10）：（1～10）；每克溶剂加入8～12 mg含二硫代环状碳酸酯的组分A；

所述含二硫代环状碳酸酯的组分A为乙二醇二硫代环状碳酸酯；

所述的含氨基官能团的组分B为聚乙烯亚胺,其分子量范围：800～100000。

3.如权利要求2所述的具有自修复性能的锂硫电池粘结剂的制备方法，其特征为所述的溶剂为N-甲基吡咯烷酮（NMP）、N, N-二甲基甲酰胺（DMF）、二甲基亚砜（DMSO）或水。

4.如权利要求2所述的具有自修复性能的锂硫电池粘结剂的制备方法，其特征为所述含二硫代环状碳酸酯的组分A的制备方法，包括如下步骤：

向溶有二缩水甘油醚结构组分的二氯甲烷中加入LiBr，回流搅拌1～3小时后，滴加二硫化碳溶液，然后将反应混合物继续回流20～28h；反应结束后，冷却至室温，经稀释、萃取后，洗涤有机相，干燥后旋蒸，得到黄色粘稠油状产物，即二硫代环状碳酸酯的组分A；

其中，每20 ml无水二氯甲烷溶剂加入6～9 mmol含二缩水甘油醚结构组分、0.4～0.6mmol LiBr、12～18 mmol CS₂；

所述的含二缩水甘油醚结构组分与CS₂的摩尔量之比为1:2；

所述的含二缩水甘油醚结构组分为：乙二醇二缩水甘油醚。

5.如权利要求1所述的具有自修复性能的锂硫电池粘结剂的应用，其特征为用于作为锂硫电池的正极材料粘结剂。

6.如权利要求5所述的具有自修复性能的锂硫电池粘结剂的应用，其特征为具体包括如下步骤：将所述的粘结剂与导电剂、正极活性物质、分散剂，球磨混合为浆状，将其涂于碳铝箔集流体上，涂覆厚度为15～20 μm；在60～100 ℃加热烘干后，得到锂硫电池的正极材料；

其中，质量比为，粘结剂：导电剂：正极活性物质：分散剂=1：0.5～2：（6-10）：（30-60）。

7.如权利要求6所述的具有自修复性能的锂硫电池粘结剂的应用，其特征为锂硫电池正极活性物质：锂硫电池的正极活性物质为物质D与硫粉通过“灌硫法”制备的硫/碳复合材料；所述的物质D为碳纳米管、乙炔黑或Super P；

所述导电剂为乙炔黑、Super P、碳纳米管或石墨烯；

所述的分散剂为N-甲基吡咯烷酮（NMP）、N, N’-二甲基甲酰胺（DMF）或水（H₂O）；

所述的集流体具体为碳铝箔。

8.如权利要求6所述的具有自修复性能的锂硫电池粘结剂的应用，其特征为所述的球磨转速为300～600 r·min^-1条件下混合处理4～8小时。

9.如权利要求6所述的具有自修复性能的锂硫电池粘结剂的应用，其特征为所述的活性物质负载量为1.2～2 mg·cm^-2。