[发明专利]锂硫电池用高电导浆料以及基于其的隔膜和应用

说明书

本发明公开了一种锂硫电池用高电导浆料以及基于其的隔膜和应用，锂硫电池用高电导浆料的制备方法包括以下步骤：将水与乙醇混合，再加入分散剂，搅拌均匀，得到第一混合液，将第二混合液与第一混合液混合，搅拌均匀后放入砂磨机内砂磨30～90min，得到锂硫电池用高电导浆料，第二混合液为氨类导锂聚合物、单宁酸、碳类导体和造孔添加剂的混合物。本发明通过在聚烯烃隔膜表面引入功能层，一方面防止多硫化物的生成，避免产生穿梭效应；另一方面，功能层的引入可以提高隔膜表面的极性，从而提高隔膜的电解液浸润性，同时可以促进锂离子的迁移，提高隔膜的离子电导率和锂离子迁移数，最终改善电池的循环性能和倍率性能。

技术领域

本发明属于电池隔膜技术领域，具体来说涉及一种锂硫电池用高电导浆料以及基于其的隔膜和应用。

背景技术

锂硫电池即正极(阴极cathode)是硫，负极(阳极anode)是金属锂组成的电池，其理论比容量为1675mAh/g，理论比能量为2600Wh/kg。由于正极硫的导电性很差导致其不能直接作为正极使用，一般来说是和导电剂混合来增加其导电性，导电剂一般是Super P、炔黑等，用量在10％-50％不等。正极硫在放电过程中会变为溶于电解质的多硫化合物，多硫化合物会穿过隔膜到锂负极处，与锂反应再回到正极侧，这个过程叫做穿梭效应。穿梭效应是锂硫电池循环稳定性最大的障碍。负极锂在循环过程中会有枝晶生成，枝晶生长过大会刺穿隔膜造成内部短路，枝晶也会脱落变成死锂。聚烯烃材料具有物理化学性能稳定、防水、成本低、机械性能好、电化学性能稳定等优势而在隔膜行业广泛应用，但其疏水性、低极性、低表面能等不足导致隔膜吸液率低、保液性差，离子电导率低，影响电池性能。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种锂硫电池用高电导浆料的制备方法。

本发明的另一目的是提供上述制备方法获得的锂硫电池用高电导浆料，该锂硫电池用高电导浆料能够解决传统电池隔膜无法抑制穿梭效应的缺陷，改善隔膜表面极性，提高其吸液保液的能力。

本发明的另一目的是提供一种采用所述隔膜的电池。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。

一种锂硫电池用高电导浆料的制备方法，包括以下步骤：

1)将水与乙醇混合，再加入分散剂，搅拌均匀，得到第一混合液，其中，按质量份数计，所述水、乙醇和分散剂的比为(1～20)：1：(0.01～0.1)，所述分散剂为聚丙烯酸铵盐、三甲铵盐酸盐和聚乙二醇中的一种；

2)将第二混合液与所述第一混合液混合，搅拌均匀后放入砂磨机内砂磨30～90min，得到所述锂硫电池用高电导浆料，其中，所述第二混合液为氨类导锂聚合物、单宁酸、碳类导体和造孔添加剂的混合物，按质量份数计，所述氨类导锂聚合物、单宁酸、碳类导体和造孔添加剂的比为(5～60)：(5～14)：(10～40)：(0.5～7)，所述第二混合液为所述第一混合液的1～25wt％，所述氨类导锂聚合物为聚乙烯醇磷酸铵和/或多聚磷酸铵，所述碳类导体为石墨烯、Super-p或炭黑，所述造孔添加剂为氯化锂、聚乙烯吡咯烷酮和硝酸钠中的一种。

上述制备方法获得的锂硫电池用高电导浆料。

一种隔膜，将所述锂硫电池用高电导浆料涂覆在聚烯烃膜的正极侧上，干燥后在聚烯烃膜上得到涂层，所述聚烯烃膜以及位于其上的涂层为所述隔膜。

在上述技术方案中，所述涂层的厚度为1～8微米。

在上述技术方案中，所述聚烯烃膜为聚乙烯膜或聚丙烯膜。

在上述技术方案中，所述涂覆的方式为辊涂。

一种采用所述隔膜的电池。

在上述技术方案中，硫为电池的正极，锂片为电池的负极。