[发明专利]一种锂硫电池的制造方法

摘要

本发明涉及电池制备技术，旨在提供一种锂硫电池的制造方法。包括：碳包铝复合材料、乙炔黑、聚偏氟乙烯研磨后加入N-甲基吡咯烷酮调至粘稠，机械混合调制成膏状后涂敷到穿孔铜膜上，阴干；压制成型，得到锂硫电池的负极；碳包硫复合材料、乙炔黑、PVDF研磨后加入N-甲基吡咯烷酮调制成膏状，涂敷到铝膜上，阴干；压制成型，得到锂硫电池的正极；以微孔聚丙烯膜为隔膜，正极和负极的电极材料侧相向与隔膜形成三明治结构，其中负极的铜膜紧靠隔膜侧置有锂膜；将电解质LiClO4 溶于二氧戊环和乙二醇甲醚的混合溶剂得到电解液。本发明具有平稳的充放电电压平台；电极反应可逆性；良好的化学稳定性与热稳定性；廉价且易于制备；无污染；抗氧化提高安全性。

主权项

一种锂硫电池的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将2 g葡萄糖放入100 mL去离子水中，搅拌溶解后导入总容量为150 mL的反应釜中；再加入纯度为99.99%、粒径为1~5微米的球形铝粉10 g，加入磁子后密封反应釜；将反应釜置于180℃油浴中，磁力搅拌反应2小时之后将反应釜取出；待反应釜冷却至室温后打开反应釜，过滤得到棕色或黑色固体粉末；离心分离，并以水和乙醇分别进行三次“离心、洗涤、再分散”过程进行洗涤，40℃真空干燥后得到碳包铝复合材料前驱体；将碳包铝复合材料前驱体置于马弗炉中，在氮气氛保护下升温至 800 ℃，恒温碳化5小时，冷却至室温后取出；（2）将步骤（1）中所得试样以热碱溶液处理10分钟，试样质量与热碱溶液体积的比例为10 g∶500 mL；室温下过滤后用去离子水洗涤，再于40℃下真空干燥12小时后得到碳包铝复合材料；（3）将步骤（1）中所得试样以碱溶液处理5小时，试样质量与热碱溶液体积的比例为10 g∶500 mL；离子水洗涤后40℃下真空干燥12小时得到空心碳球；将单质硫与空心碳球按质量比10∶5研磨混合后置于反应器内，抽真空后加热至60℃，10小时后完成储硫过程，冷却到室温后得到碳包硫复合材料；（4）将步骤（2）所得的碳包铝复合材料、乙炔黑、聚偏氟乙烯按质量比为80∶10∶10混合，研磨后加入N‑甲基吡咯烷酮调至粘稠，机械混合30分钟，调制成膏状后涂敷到穿孔铜膜上，阴干；在100 Kg cm‑2的压力下压制成型，得到锂硫电池的负极；将步骤（3）所得的碳包硫复合材料、乙炔黑、PVDF按质量比为80∶10∶10混合，研磨后加入N‑甲基吡咯烷酮调至粘稠，机械混合30分钟，调制成膏状后涂敷到铝膜上，阴干；在100 Kg cm‑2的压力下压制成型，得到锂硫电池的正极；（5）组装锂硫电池：以微孔聚丙烯膜为隔膜，正极和负极的电极材料侧相向与隔膜形成三明治结构，其中负极的铜膜紧靠隔膜侧置有锂膜；将电解质LiClO4 溶于二氧戊环和乙二醇甲醚的混合溶剂得到电解液，二氧戊环和乙二醇甲醚的体积比为 1∶1，一升电解液中含一摩尔（106.4 g）LiClO4。