[发明专利]锂硫电池

权利要求书

1.锂硫电池，包括：

（a）含有锂的第一电极；

（b）含有硫和/或硫化锂的第二电极；

（c）在电极（a）和（b）之间的隔膜；

（d）隔膜中的电解质；

其特征在于，所述隔膜包括由聚合物纤维制成的非织造织物。

2.如权利要求1所述的锂硫电池，其特征在于，在（a）中存在锂金属或锂合金。

3.如权利要求1或2所述的锂硫电池，其特征在于，所述电极的一个或两个包括碳。

4.如前述权利要求中任一项所述的锂硫电池，其特征在于，所述聚合物纤维选自由聚酯、聚烯烃、聚酰胺、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚砜、聚酰胺酰亚胺、聚醚、聚苯硫醚和芳族聚酰胺组成的聚合物组或选自这些聚合物中的两个或更多个组成的混合物。

5.如前述权利要求中任一项所述的锂硫电池，其特征在于，所述聚合物纤维包括聚对苯二甲酸乙二醇酯。

6.如前述权利要求中任一项所述的锂硫电池，其特征在于，在所述织物中或在所述织物的一面或两面上有多孔无机涂层，其可传导锂离子。

7.如前述权利要求中任一项所述的锂硫电池，其特征在于，所述隔膜由至少部分可渗透的载体组成，所述载体不电子传导或仅是不良电子传导，其中，所述载体在至少一侧上涂覆无机材料，其中，使用有机材料作为至少部分可渗透的载体，所述有机材料形成非织造织物，其中，所述有机材料形成为聚合物纤维的形式，优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的聚合物纤维，其中，所述织物涂覆有优选在-40°C到200°C的温度范围内离子传导的无机离子传导材料，其中，所述无机离子传导材料优选包括选自由锆、铝或锂中至少一种元素的氧化物、磷酸盐、硫酸盐、钛酸盐、硅酸盐和硅铝酸盐构成的组的化合物，特别优选为氧化锆，其中，所述无机离子传导材料优选包括最大直径小于100nm的颗粒。

8.如前述权利要求中任一项所述的锂硫电池，其特征在于，所述隔膜具有凹或凸的海绵或软垫的形状，或具有线或毛毡的形状。

9.如前述权利要求中任一项所述的锂硫电池，其特征在于，在隔膜（c）和第一电极（a）之间和/或在隔膜（c）和第二电极（b）之间有聚合物层，其形成薄膜或织物。

10.如权利要求9所述的锂硫电池，其特征在于，所述聚合物层包括聚烯烃。

11.如前述权利要求中任一项所述的锂硫电池，其特征在于，所述电解质包括有机溶剂和导电盐。

12.如权利要求11所述的锂硫电池，其特征在于，所述有机溶剂选自碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚丁酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸丁甲酯、碳酸乙丙酯、碳酸二丙酯、环戊酮、环丁砜、二甲亚砜、3-甲基-1,3-噁唑烷-2-酮、γ-丁内酯、1,2-二乙氧基甲烷、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1,3-二氧戊环、乙酸甲酯、乙酸乙酯、硝基甲烷、1,3-丙磺酸内酯以及这些溶剂中的两个或更多个组成的混合物。

13.如权利要求11或12所述的锂硫电池，其特征在于，所述导电盐选自LiPF₆、LiBF₄、LiClO₄、LiAsF₆、LiCF₃SO₃、LiN(CF₃SO₂)₂、LiC(CF₃SO₂)₃，LiSO₃C_xF_2x+1、LiN(SO₂C_xF_2x+1)₂或LiC(SO₂C_xF_2x+1)₃其中0≤x≤8，Li[(C₂O₄)₂B]以及这些盐中的两个或更多个组成的混合物。

14.如前述权利要求中任一项所述的锂硫电池，其特征在于，所述电解质包括多硫化物，其在电池运转之前掺入电解质中。

15.如前述权利要求中任一项所述的锂硫电池在为移动信息装置、工具、电驱动汽车和混合动力汽车提供能量中的应用。