[发明专利]锂-硒电池及其制备技术

权利要求书

1.一种锂-硒电池，所述锂-硒电池由硒正极，锂负极，醚类电解液，和电池隔膜构成，其特征在于，所述醚类电解液用量(相对于硒正极材料)为5～100ml/g，且电池隔膜上涂覆多硒化锂吸附层。

2.根据权利要求1所述的锂-硒电池，其特征在于：所述电池隔膜可以是聚合物隔膜，如聚乙烯(PE)隔膜、聚丙烯(PP)隔膜、聚酰亚胺(PI)隔膜，或其复合物(如聚丙烯/聚乙烯(PP/PE/PP)隔膜)隔膜等，也可以是无纺布隔膜，如玻璃纤维无纺布隔膜，合成纤维无纺布隔膜，陶瓷纤维纸隔膜等；所述多硒化锂吸附层厚度为5nm～10μm，优选5nm～500nm，更优选5nm～20nm；多硒化锂吸附材料为碳材料、氧化物、硫化物中的任意一种或其复合物；纳米碳材料优选多孔碳、碳纳米管、石墨烯中的任意一种或其复合物；氧化物优选氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锌、氧化锆、氧化铁、氧化钌中的任意一种或其复合物，硫化物优选硫化锌、硫化钼、硫化铜、硫化铁中任意一种或其复合物。

3.根据权利要求1-2所述的锂-硒电池，其特征在于：在所述醚类电解液中，溶剂选自1,3-二氧戊环(DOL)、乙二醇二甲醚(DME)、二(乙二醇)二甲醚和三(乙二醇)二甲醚(TEGDME)中的一种或多种，溶质选自三氟甲基磺酸锂(LiTFS)和二(三氟甲基磺酰)亚胺锂(LiTFSI)中的一种或两种；所述电解液用量应根据硒正极材料的质量(g)计算加入，优选醚类电解液用量(ml)为5～100ml/g，更优选5～50ml/g。

4.权利要求1-3所述的锂-硒电池，其特征在于：所述硒正极含有硒基活性物质、导电添加剂和粘结剂；所述硒正极经混合硒基活性物质、导电添加剂、粘结剂、溶剂后制浆，涂片，干燥的工艺流程制得；所述硒基活性物质优选单质硒、硫化硒(SeSx,2≤x≤7)、硒/碳复合物、硒/导电聚合物复合物中的一种或其组合物。

5.权利要求1-4所述的锂-硒电池，其特征在于：所述单质硒优选硒量子点、硒纳米颗粒、硒纳米线、硒纳米棒中的一种或其组合物。所述硫化硒优选SeS₂、SeS₄、SeS₇中的一种或其组合物，更优选纳米尺度的SeS₂、SeS₄中的一种或其组合物；所述硒/碳复合物中碳材料选自碳黑、科琴黑、碳纳米管、石墨烯、多孔碳的复合物中的一种或其组合物，优选硒/石墨烯复合物。所述硒/导电聚合物复合物中导电聚合物选自聚苯胺、聚乙炔、聚苯撑、聚吡咯和聚噻吩中的至少一种中的一种或其组合物；所述导电添加剂为碳黑、Super-P、科琴黑中的一种或多种；所述粘结剂及相应溶剂为聚偏氟乙烯(PVDF)(以N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂)或聚丙烯酸(PAA)、羧甲基纤维素钠(CMC)、丁苯橡胶/羧甲基纤维素钠、海藻酸钠(SA)、明胶(均以水为溶剂)中的一种或多种；优选地，所述粘结剂为海藻酸钠，优选地所述海藻酸钠以水溶液的形式使用。

6.一种锂-硒电池的制备方法，其特征在于，所述方法包含以下步骤：

(1)在电池隔膜的一面涂覆多硒化锂吸附材料，充分干燥后，裁切，得到单面带有多硒化锂吸附层的隔膜；

(2)将硒正极片、隔膜、锂负极片采用层叠或卷绕方式排列并压合，所述隔膜带有吸附层的一面正对着硒正极片；

(3)醚类电解液的注入量按照每克硒正极材料对应于5～100ml。

7.权利要求6所述锂-硒电池的制备方法，其特征在于：所述电池隔膜可以是聚合物隔膜，如聚乙烯(PE)隔膜、聚丙烯(PP)隔膜、聚酰亚胺(PI)隔膜，或其复合物(如聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯(PP/PE/PP)隔膜)隔膜等，也可以是无纺布隔膜，如玻璃纤维无纺布隔膜，合成纤维无纺布隔膜，陶瓷纤维纸隔膜等；所述多硒化锂吸附层厚度为5nm～10μm，优选5nm～500nm，更优选5nm～20nm；多硒化锂吸附材料为碳材料、氧化物、硫化物中的任意一种或其复合物；碳材料优选纳米多孔碳、碳纳米管、石墨烯中的任意一种或其复合物；氧化物优选氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锌、氧化锆、氧化铁、氧化钌中的任意一种或其复合物，硫化物优选硫化锌、硫化钼、硫化铜、硫化铁中任意一种或其复合物；更优选硫化钼。