[发明专利]基于二氧化锰/石墨烯为正极阻挡层的锂硫电池

权利要求书

1.基于二氧化锰/石墨烯为正极阻挡层的锂硫电池，包括含硫正极、隔膜、电解液、金属锂负极和泡沫镍集流体；在含硫正极表面，通过自动涂覆机方式，涂覆一层阻挡层，其特征在于：所述阻挡层是由二氧化锰/石墨烯的复合物涂覆含硫活性材料正极表面上形成的。

2.如权利要求1所述的基于二氧化锰/石墨烯为正极阻挡层的锂硫电池，其特征在于：所述阻挡层的制备方法为：将二氧化锰/石墨烯(石墨烯占质量5％～70％),导电剂，PVDF的(5％)有机溶液，按质量比为6～8:1～3:1～2进行物料混合。物料加入完毕后，以中等速度搅拌6～12小时，待浆料达到适当粘度，以含硫正极制备方法中相同的涂布条件和方法涂覆于含硫正极上；然后在40～60℃真空干燥箱中干燥12～24小时得到极片；将烘干的极片经过对辊机滚压，然后裁成片，再次进行真空干燥。

3.如权利要求1所述的基于二氧化锰/石墨烯为正极阻挡层的锂硫电池，其特征在于：所述含硫正极的制备方法为：将含硫活性材料、导电剂以及聚偏氟乙烯(PVDF)的有机溶液为粘结剂，以质量比5～8:1～4:1～3，进行物料混合。物料加入完毕后，以中等速度搅拌6～12小时混合均匀，得到粘稠状浆料(硫元素的质量占浆料质量的40～80％)；运行自动涂覆机，设置涂布条件：涂布厚度为10～20μm的集流体，涂布宽度为300～600mm，涂布速度2～5m/min,将粘稠浆料均匀涂布在集流体上，将集流体放置于40～60℃的真空干燥箱中烘干6～12小时得到含硫正极。

4.如权利要求1所述的基于二氧化锰/石墨烯为正极阻挡层的锂硫电池，其特征在于：所述的含硫活性物质为单质硫、无机硫化物、有机硫化物、多孔碳/硫复合物、碳纳米管/硫复合物、碳纤维/硫复合物、生物质碳/硫复合物、石墨烯/硫复合物、中空碳球/硫复合物、聚苯胺/硫复合物、聚噻吩/硫复合物、聚吡咯/硫复合物、石墨烯/金属氧化物/硫复合物、碳纳米管/金属氧化物/硫复合物、金属氧化物/硫复合物中的一种或几种，所述含硫活性物质中硫的质量百分含量为10％～100％。

5.如权利要求1所述的基于二氧化锰/石墨烯为正极阻挡层的锂硫电池，其特征在于：所述的有机溶剂为醇类、酮类、醛类、有机酸、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、氯苯、二氯苯中的一种或多种。

6.如权利要求1所述的基于二氧化锰/石墨烯为正极阻挡层的锂硫电池，其特征在于：所述的集流体为铝箔、铜箔、银箔、铝网、碳网、碳膜、碳布、包覆碳的铝箔、包覆碳的铝网、镍网、泡沫镍、不锈钢带、不锈钢网、包覆碳的不锈钢带、包覆碳的不锈钢网中的一种。

7.如权利要求1所述的基于二氧化锰/石墨烯为正极阻挡层的锂硫电池，其特征在于：所述的导电剂为导电炭黑、乙炔黑、石墨烯、碳纳米管、石墨、中空碳球、生物质碳、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩中的一种或多种。