[发明专利]一种锂硫电池及其制备方法

权利要求书

1.一种锂硫电池，由阴极、阳极、隔离膜、电解质和外包装组成，其特征在于，所述阴极由集流体和涂敷层组成，涂敷层中所包含的阴极活性物质至少含有单质硫、硫基化合物和硫复合物中的一种；所述电解质为凝胶电解质，该电解质包括锂盐、溶剂、添加剂、聚合物组分和引发剂，所述聚合物组分包含由式(I)表示的单体聚合而成的聚合物：

                                                  式（I）。

2.一种权利要求1所述的锂硫电池，其特征在于，所述阴极活性物质中的单质硫为升华硫和/或高纯硫；硫基化合物为有机硫化物、Li2Sn（n≥1）和碳硫聚合物(C₂S_v)_m 中的至少一种；所述硫复合物为硫/碳复合物、硫/导电聚合物复合物和硫/无机氧化物中的至少一种。

3.一种权利要求1所述的锂硫电池，其特征在于，所述阴极活性物质占整个涂敷层的质量百分比为2%-99%。

4.一种权利要求1所述的锂硫电池，其特征在于：式（I）中R1为直链烷基链、含有侧基的烷基链或含有苯环的链段。

5.一种权利要求1所述的锂硫电池，其特征在于：式（I）中R2为丙烯酸基或含有α-侧基的丙烯酸酯基。

6.一种权利要求1所述的锂硫电池，其特征在于：所述式(I)表示的单体选自季壬四醇四丙烯酸酯、季壬四醇四(α-甲基)丙烯酸酯、季壬四醇四(α-乙基)丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇四(α-甲基)丙烯酸酯和季戊四醇四(α-乙基)丙烯酸酯中至少一种。

7.一种权利要求1所述的锂硫电池，其特征在于：由式(I)表示的单体聚合而成的聚合物占整个聚合物组分的比例为10%-100%。

8.一种权利要求1所述的锂硫电池，其特征在于：所述聚合物组分占所述凝胶电解质的质量分数为0.2%-30%。

9.一种权利要求1所述的锂硫电池，其特征在于，所述阳极为金属锂或贫锂物质，所述贫锂物质为碳类材料、合金类材料、金属氧化物系列、金属氮化物和碳化合物中的至少一种。

10.含有权利要求1至9中任一项所述的电解质的锂硫电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，待注液电芯制备：将至少含有硫单质、硫的化合物和硫的复合物中的至少一种的阴极活性材料、导电剂、粘接剂以及溶剂混合均匀制备得到浆料，之后涂敷在集流体上，冷压后得到阴极片；

将阳极活性材料、导电剂、粘接剂以及溶剂混合均匀制备得到浆料，之后涂敷在集流体上，冷压后得到阳极片；或者所述阳极片选择金属锂片；

将得到的阴极片、阳极片和隔离膜组装得到裸电芯，之后入袋/入壳后烘干制得待注液电芯；

步骤2，凝胶电解质配置：将锂盐、溶剂、添加剂、聚合物组分和引发剂搅拌均匀，制备得到凝胶电解液；

步骤3，将步骤2制备得到的凝胶电解质注入步骤1制备得到的待注液电芯中，待电解液充分浸润后，进行化成、整形、除气后得到成品锂硫电池。