一种全固态锂硫电池
专利汇可以提供一种全固态锂硫电池专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种全固态锂硫 电池 ，包括硫正极、锂或锂 合金 负极及锂化的磺酸 聚合物 固体 电解 质隔膜；固体 电解质 隔膜位于硫正极和锂或锂合金负极之间；硫正极包括含硫活性物质、导电剂和锂化的磺酸聚合物；硫正极、锂化的磺酸聚合物固体电解质、锂或锂合金负极依次叠合组装成电池。锂化的磺酸聚合物固体电解质的室温离子电导率为>10‑5S/cm，无需络合锂盐，制备方法简单，并且，锂化的磺酸聚合物固体电解质的室温离子电导率优于一般的无机‑有机复合固体电解质。采用聚合物乳液制备硫正极极片，在 电极 内部构筑高效的“硫/ 碳 /固体电解质”界面，提高硫电极的活性，获得性能优良的电池；并且可以使用现有的极片涂布工艺和设备，有利于规模化生产。，下面是一种全固态锂硫电池专利的具体信息内容。
1.一种全固态锂硫电池，其特征在于：全固态锂硫电池包括硫正极、锂或锂合金负极以及锂化的磺酸聚合物固体电解质隔膜；固体电解质隔膜位于硫正极和锂或锂合金负极之间；硫正极包括含硫活性物质、导电剂和锂化的磺酸聚合物；硫正极、锂化的磺酸聚合物固体电解质、锂或锂合金负极依次叠合组装成电池；
所述的硫正极中的单质硫或硫化物与导电剂的质量比为1:9 19:1；
~
所述的硫正极中的单质硫或硫化物与锂化的磺酸聚合物的质量比为1:9 9:1；
~
所述的硫正极的制备方法是将锂化的磺酸聚合物乳液与单质硫或硫化物、导电剂和溶剂混合后利用搅拌或球磨的方式混匀，制成浆料，浆料的固含量为5% 50%，然后采用丝网印~
刷或喷涂或涂布的方式将浆料涂覆在正极集流体的一侧或两侧表面或涂覆在锂化的磺酸聚合物固体电解质隔膜的一侧表面；
所述的锂化的磺酸聚合物乳液为所述的锂化的磺酸聚合物固体电解质隔膜在20 100~
℃条件下溶于溶剂制成的，锂化的磺酸聚合物的质量浓度为1% 50%。
~
2.根据权利要求1所述的全固态锂硫电池，其特征为：上述涂布为转移涂布。
3.根据权利要求1所述的全固态锂硫电池，其特征为：所述的锂化的磺酸聚合物固体电解质隔膜的具体制备过程为：将磺酸聚合物固体电解质膜放入浓度为0.1 2 mol/L的LiOH~
溶液中，在20 100℃浸泡0.5 96小时，然后用LiOH溶液的溶剂洗涤3 10次，除去膜表面的~ ~ ~
LiOH，然后在65 120℃下鼓风烘干1 6小时，后再在40 100℃下真空干燥0.5 48小时，得到~ ~ ~ ~
锂化的磺酸聚合物固体电解质隔膜；
所述的磺酸聚合物固体电解质膜是全氟磺酸-聚四氟乙烯膜、聚三氟苯乙烯磺酸膜、聚二氟苯乙烯磺酸膜、聚芳醚酮磺酸膜、聚酰亚胺磺酸膜、磺化聚砜膜中的一种或二种以上；
所述LiOH溶液的溶剂是水、甲醇、乙醇、二甲基亚砜、四氢呋喃、乙腈、二甲基碳酸酯、二乙基碳酸酯中的一种或二种以上。
4.根据权利要求1所述的全固态锂硫电池，其特征为：所述单质硫或硫化物为硫正极的活性物质；
所述的单质硫是正交硫、单斜硫、斜方硫、弹性硫、聚合硫中的一种或二种以上；
所述的硫化物是无机金属硫化物或无机金属的硫硒化合物或无机金属的硫碲化合物或硫硒固溶体SxSe1-x，0
其中所述的无机金属的硫硒化合物是M(SxSe1-x)2，其中0
其中所述的硫化聚合物是硫化聚丙烯腈、硫化聚吡咯、硫化聚噻吩、硫化聚对苯、硫化聚苯基乙炔、硫化聚苯胺、硫化聚苯硫醚中的一种或二种以上。
5.根据权利要求1所述的全固态锂硫电池，其特征为：所述的导电剂是乙炔黑、BLACK PEARLS 2000、科琴碳黑、Super-P、碳纳米管、碳纳米纤维、活性炭、石墨烯中的一种或二种以上。
6.根据权利要求1所述的全固态锂硫电池，其特征为：
其中所述的磺酸聚合物乳液和浆料所使用的溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、二苯醚、六甲基亚膦酰三胺、六乙基亚膦酰三胺中的一种或二种以上；
所述的正极集流体为铝箔或铜箔或涂碳铝箔或泡沫镍或泡沫铜。
7.根据权利要求1所述的全固态锂硫电池，其特征为：其中所述的锂合金是锂与Mg、Ca、Al、Si、Ge、Sn、Pb、In、Sb、Bi、Fe、Se、Ag、Au、Zn、Cd、Hg中的一种或二种以上金属的合金，合金中锂的质量含量为10%-95%。
8.根据权利要求1所述的全固态锂硫电池，其特征为：其中所述的锂或锂合金负极与上述固体电解质隔膜之间无保护层或设有保护层，保护层由锂磷氧氮、锂硅磷氧氮、磷酸锂、锂钒硅氧、碳酸锂、氮化锂、硼氢化锂、钛酸锂、无定形碳中的一种或二种以上组成。
9.根据权利要求8所述的全固态锂硫电池，其特征为：锂或锂合金负极与上述固体电解质隔膜之间的保护层的制备方法为：以锂片或锂合金片或锂化的磺酸聚合物固体电解质隔膜为基底，利用磁控溅射沉积或脉冲激光沉积或真空热蒸发技术或静电喷雾沉积或刮涂或溶胶凝胶法中的一种或二种以上在基底一侧表面沉积保护层制备而成。
10.根据权利要求 7所述的全固态锂硫电池，其特征为：涂覆在正极集流体一侧或两侧表面的硫正极与锂化的磺酸聚合物固体电解质隔膜通过热压方式粘附成一体；硫正极与锂化的磺酸聚合物固体电解质的热压处理温度为80-240℃，压力为0.5-5MPa。
一种全固态锂硫电池
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
1MPa压力下热压3min，得到一体化的正极和固体电解质。将一侧表面带有硼氢化锂保护层的金属锂、一体化的正极和固体电解质按图1方式组装成电池后封装于纽扣电池壳中，以90μA/cm2的电流密度对电池进行恒流放电，充放电电压范围为1-3V。以硫化铁的质量计算电池的比容量为800mAh/g。
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电解质按图1方式组装成电池后封装于纽扣电池壳中，以90μA/cm的电流密度对电池进行恒流放电，充放电电压范围为1.5-3V。以硫醚的质量计算电池的比容量为800mAh/g。
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