[发明专利]一种锂硫电池正极极片及其制备方法有效

专利信息
申请号: 201910077413.2 申请日: 2019-01-25
公开(公告)号: CN109841793B 公开(公告)日: 2020-02-07
发明(设计)人: 何伟东;景潇鹏;丁显波;陈太宝;周梅 申请(专利权)人: 深圳锂硫科技有限公司
主分类号: H01M4/13 分类号: H01M4/13;H01M4/04;H01M4/62;H01M10/42;H01M10/052
代理公司: 44384 深圳市中科创为专利代理有限公司 代理人: 谭雪婷;彭西洋
地址: 518000 广东省深圳市坪山区龙田街道聚*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 锂硫电池正极 极片 高负载 制备 充放电循环性能 正极活性物质 导电性 充放电过程 第一粘结剂 金属集流体 柔韧性 体积变化 锂硫电池 导电剂 多孔性 复合基 自支撑 添加剂
【权利要求书】:

1.一种锂硫电池正极极片,其特征在于,包括:正极活性物质、第一导电剂、第一粘结剂和复合基底,其中,所述复合基底为网状绷带经过浸泡导电溶液得到;

其中,所述导电溶液含有第二导电剂、添加剂和第二粘结剂,并且,所述添加剂为WS2和LiNO3中的任意一种或两种;

其中,所述第一导电剂和所述第二导电剂分别为导电炭黑,或者分别为Super P、KS-6、碳纳米管、碳纳米纤维中的一种或几种;并且,所述第一粘结剂和所述第二粘结剂分别为PVDF、PVDF-HFP、PTFE、PVA、PP和PE中的一种或几种;

其中,所述正极活性物质与所述第一导电剂与所述第一粘结剂的质量比为7~8:1~1.5:1~1.5;并且,所述第二导电剂与所述添加剂与所述第二粘结剂的质量比为3~4.5:3~4.5:1~4。

2.根据权利要求1所述的锂硫电池正极极片,其特征在于,所述复合基底为由两片浸泡导电溶液得到的网状绷带经过叠层压实的双层复合基底。

3.如权利要求1所述的锂硫电池正极极片,其特征在于,所述正极活性物质为升华硫或含硫化合物。

4.一种权利要求1-3任一项所述锂硫电池正极极片的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:

(1)将第二导电剂、添加剂和第一溶剂混合均匀形成溶液I,其中,所述第二导电剂与所述添加剂的质量比为3~4.5:3~4.5,所述第一溶剂占所述溶液I的质量百分比为80%-95%;

(2)将第二粘结剂和第二溶剂混合均匀形成溶液II,并与步骤(1)中的溶液I混合均匀后得到溶液III,其中,所述第二导电剂与所述添加剂与所述第二粘结剂的质量比为3~4.5:3~4.5:1~4,所述第二溶剂占所述溶液II的质量百分比为80%-95%;

(3)将所述网状绷带浸入溶液III中一段时间后取出,干燥后得到所述复合基底;

(4)将正极活性物质、第一导电剂、第一粘结剂和第三溶剂混合均匀形成溶液IV,其中,所述正极活性物质与所述第一导电剂与所述第一粘结剂的质量比为7~8:1~1.5:1~1.5,所述第三溶剂占所述溶液IV的质量百分比为80%-90%;

(5)将溶液IV分散在所述复合基底上,干燥后得到所述锂硫电池正极极片。

5.如权利要求4所述的制备方法,其特征在于,在步骤(3)中,所述网状绷带在浸入溶液III之前用乙醇及去离子水清洗,并于80℃常压烘干2~3小时;所述网状绷带浸入溶液III中的时间为2~3小时;所述干燥为80℃常压烘干12~14小时。

6.如权利要求4所述的制备方法,其特征在于,在步骤(3)中,将所述网状绷带浸入溶液III中一段时间取出后,用裁片机裁片,并将2片所述网状绷带层叠后用约1MPa压力的压片机压实;并在60℃真空烘干干燥12~14小时后得到所述复合基底。

7.如权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述第一溶剂、所述第二溶剂、所述第三溶剂分别为DMAC、DMF、NMP和丙酮中的一种或几种;或者,步骤(1)~(5)中的混合温度为20~40℃。

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