[发明专利]一种圆柱型锂硫电池及其制备方法

说明书

本发明公开了一种圆柱型锂硫电池及其制备方法，属于锂电池领域。包括：外壳、正极片、负极片、涂覆隔膜和电解液。本发明通过以硫‑聚丙烯腈作为正极材料，金属锂作负极材料，在正极浆料中涂加组合导电剂，正极水性粘接剂，电解液采用高浓度锂盐，并且对隔膜进行修饰等方法，制成出圆柱型锂硫电池，通过引用非溶出型正极材料成功地解决了多硫化合物溶解的难题，延长了圆柱型锂硫电池的寿命。

技术领域

本发明属于锂电池领域，尤其是一种圆柱型锂硫电池及其制备方法。

背景技术

圆柱型锂硫电池是锂电池常用的型式，它具有自动化程度高，一致性好，能量密度较高的特性，锂硫圆柱电池拥有超高的理论容量和丰富的储量，是最具发展潜力的高能廉价体系之一。锂硫电池拥有10倍锂离子电池的理论克容量。

但圆柱锂硫电池由于存在多硫化合物溶解和表面不可控的析出结晶。因此大大影响实际比能量的发挥，影响了电池的循环寿命。

发明内容

发明目的：提供一种圆柱型锂硫电池及其制备方法，以解决多硫化合物溶解的问题，延长了圆柱型锂硫电池的寿命。

技术方案：一种圆柱型锂硫电池，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，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。

在进一步的实施例中，所述正极片组成重量配比优选为：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-聚丙烯腈正极材料加入量为75％～94％。

在进一步的实施例中，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)。

在进一步的实施例中，所述负极片由锂片和铜箔压力复合而成；且锂箔厚度为30um～400um，铜箔厚度为8～16um。

在进一步的实施例中，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。

在进一步的实施例中，所述涂覆隔膜厚度为12～16um，涂膜厚度为13～18um，其中涂覆厚度为1～2um。

在进一步的实施例中，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。

另一方面，一种圆柱型锂硫电池的制备方法，具体为：

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；