[发明专利]一种圆柱型锂硫电池及其制备方法

权利要求书

1.一种圆柱型锂硫电池，其特征在于，包括：

外壳，其一端为正极端，另一端为负极端，所述正极端为盖帽，所述负极端为钢壳；

正极片，以铝箔或涂碳铝箔为主体，在铝箔表面涂有：正极集流体、覆盖于所述正极集流体的正极活性物质以及所述正极集流体和正极活性物质的粘接剂；所述正极集流体中为添加有碳纳米管和石墨烯的复合导电剂，所述正极活性物质采用硫-聚丙烯腈，粘接剂采用丙烯腈多元聚合物；

负极片，为铜箔与金属锂复合物材料制成；

涂覆隔膜，设置在正极片与负极片之间；

电解液，采用高浓度锂盐。

2.根据权利要求1所述的圆柱型锂硫电池，其特征在于，所述正极片的表面层组成的重量配比优选为：正极集流体中的复合导电剂加入量为3%～15%，所述粘接剂加入量为3%～10%，所述硫-聚丙烯腈正极活性物质加入量为75%～94%。

3.根据权利要求2所述的圆柱型锂硫电池，其特征在于，所述正极活性物质由聚丙烯腈、硫磺、碳和促进剂构成，且其组成重量配比优选为100：（200～500）：（10～50）：（1～10）。

4. 根据权利要求1所述的圆柱型锂硫电池，其特征在于，所述负极片由锂片和铜箔压力复合而成；且锂箔厚度为30 um～400um，铜箔厚度为8～16um。

5.根据权利要求1所述的圆柱型锂硫电池，其特征在于，所述正极集流体采用厚度为12um～18um铝箔或厚度为13～20um涂碳铝箔，其中，涂碳铝箔中的涂碳层的厚度为1～2um。

6.根据权利要求1所述的圆柱型锂硫电池，其特征在于，所述涂覆隔膜的厚度为12～16um，涂膜厚度为13～18um，其中涂覆厚度为1～2um。

7.根据权利要求1所述的圆柱型锂硫电池，其特征在于，所述电解液加入质量分数为0.5%～2%添加剂，所述添加剂优选为的二草酸硼酸锂。

8.一种圆柱型锂硫电池的制备方法，其特征在于，包括：

S1、正极浆料的制备：将去离子水和水性胶按照重量比100：（15～20）混合搅拌25～35min；将称量好导电剂加入到搅拌好的胶液中，继续搅拌25～35min；将硫-聚丙烯腈正极活性物质加入到搅拌好混合液中，继续搅拌150~240min；再加入溶剂其组分为单组分或多组分醇类溶剂与水性浆料，重量比为100：（10～40）继续搅拌25～35min制得正极浆料；

S2、正极片的制备：将步骤S1中的制得的正极浆料过滤，均匀涂布在厚度为12～18um的铝箔上，进行两面涂敷50～90℃烘干；将上述极片放入真空烤箱中：温度50～90℃、真空度超过-0.096Mpa、烘烤12～16h；将烘干后的正极片进行辊压；

S3、负极片的制备：将按预定尺寸剪好的锂片和铜箔在干燥环境下用辊轧机里进行压力复合；锂箔厚度为30 um～400um，铜箔厚度为8～16um；

S4、分切：将辊压好的极片裁切成大片，并使用分条机分条，将极片焊上极耳，真空干燥；负极片在干燥环境下切成所需的预定尺寸；

S5、卷绕：将极片于干燥环境下将厚度12～16um隔膜或14～18um涂覆隔膜、正极片、负极片卷绕成卷芯；

S6、入壳：激光焊经过外观及短路测试合格后，将卷芯与下绝缘片、上绝缘片放入钢壳内，通过交直流点焊机将负极极耳与钢索焊相连，经过液槽，测短路，焊上盖帽后，于真空干燥箱中在50～90℃，真空度超过-0.096mpa条件下，烘烤12～16h；

S7、注液封口：将已烘烤电芯于干燥环境中注液，注入电解液后，将盖帽折好后，于重扣机中重扣制成标准电芯；

S8、化成：以0.05C电流密度下，制备一次性完成，恒流放电至1.0v，再充电至2.8v结束。

9.根据权利要求8所述的圆柱型锂硫电池的制备方法，其特征在于，所述干燥环境为水分小于10ppm，氧含量小于20ppm。

10.根据权利要求8所述的圆柱型锂硫电池的制备方法，其特征在于，所述硫-聚丙烯腈正极活性物质的合成工艺为：取质量比为1:1:0.1的聚丙烯睛、单质硫和促进剂研磨粉碎，带其充分混合后，在惰性气体的保护下，300～360℃下煅烧4～6h。