[发明专利]硫化锂电极和方法

权利要求书

1.一种形成电池电极的方法，所述方法包括：

形成包含硫化锂前体和碳前体的前体溶液，其中所述硫化锂前体选自硝酸锂、乙酸锂和碳酸锂，并且其中所述碳前体选自蔗糖、葡萄糖和聚乙烯吡咯烷酮；

将所述前体溶液转化成气溶胶；

从所述气溶胶中除去水以形成前体颗粒；

使所述前体颗粒在第一反应温度下反应以形成碳酸锂-碳复合材料；和

使所述碳酸锂-碳复合材料与硫化氢反应以形成硫化锂-碳复合材料。

2.根据权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括使一定量的所述硫化锂-碳复合材料成形为电极。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中所述硫化锂前体是硝酸锂，并且所述碳前体是蔗糖。

4.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中所述硫化锂前体是乙酸锂，并且所述碳前体是蔗糖。

5.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中所述硫化锂前体是碳酸锂，并且所述碳前体是蔗糖。

6.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中所述硫化锂-碳复合材料包含50体积％至65体积％的硫化锂。

7.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中使所述碳酸锂与硫化氢反应包括使所述碳酸锂与硫化氢在第二反应温度下在包含惰性气体和硫化氢的气体环境中反应，其中所述第二反应温度低于所述第一反应温度。

8.根据权利要求7所述的方法，所述方法进一步包括形成所述气体环境。

9.根据权利要求8所述的方法，其中形成所述气体环境包括使氩气和氢气在元素硫上流过。

10.一种电极，所述电极通过根据权利要求1至9中任一项所述的方法形成，其包含：

多个硫化锂复合材料颗粒，其中单独的硫化锂复合材料颗粒包括：

碳基质；和

均匀地分布到所述碳基质中的多个硫化锂颗粒，其中多个硫化锂颗粒包含在连续碳基质内，其中所述多个硫化锂颗粒占所述电极的约70重量％。

11.根据权利要求10所述的电极，其中所述多个硫化锂颗粒经由气溶胶喷雾热解方法均匀地分布到所述碳基质中，以使得每一克碳包括1克至2.5克范围内的硫化锂颗粒。

12.一种电池，其包含：

第一电极，所述第一电极通过根据权利要求1至9中任一项所述的方法形成，所述第一电极包括：

多个硫化锂复合材料颗粒，其中单独的硫化锂复合材料颗粒包括在碳基质中的多个硫化锂颗粒，其中多个硫化锂颗粒包含在连续碳基质中，其中所述多个硫化锂颗粒占所述电极的约70重量％；

第二电极；和

与所述第一电极和所述第二电极两者接触的电解质。

13.根据权利要求12所述的电池，其中所述碳基质包括无定形碳基质。

14.根据权利要求12和13中任一项所述的电池，其中所述多个硫化锂颗粒占每个硫化锂复合材料颗粒的70重量％。

15.根据权利要求12或13中任一项所述的电池，其中所述多个硫化锂颗粒经由气溶胶喷雾热解方法均匀地分布在硫化锂复合材料颗粒内，以使得每一克碳包括1克至2.5克范围内的硫化锂颗粒。