[发明专利]具有提高的容量的锂/硫电池和相关的制备方法

权利要求书

1.电池，其包括阳极、隔膜、包括基于硫和碳基材料的复合材料的阴极以及阴极电解质，其特征在于所述阴极电解质包括参与阴极的容量的至少一种有机硫物质。

2.如权利要求1所述的电池，其特征在于阳极包括包含钠或锂的阳极活性材料。

3.如权利要求1和2中任一项所述的电池，其特征在于，通过使硫熔融以及将硫和碳基材料共混的步骤，复合材料已经在熔体中形成。

4.如权利要求1至3中任一项所述的电池，其特征在于碳基材料选自：炭黑，碳纳米管，碳纤维，石墨烯，乙炔黑，石墨，碳纳米纤维以及其所有比例的混合物。

5.如权利要求1至4中任一项所述的电池，其特征在于复合材料包含元素形式的硫。

6.如权利要求1至5中任一项所述的电池，其特征在于复合材料还包括硒。

7.如权利要求1至6中任一项所述的电池，其特征在于所述至少一种有机硫物质选自：有机二硫化物，有机多硫化物，硫醇，多硫醇，硫醇盐或多硫醇盐。

8.如权利要求1至7中任一项所述的电池，其特征在于所述至少一种有机硫物质选自具有下式的化合物：RS_xR，R(SH)_n，R(SM)_x，R(COSH)_n，R(COSM)_n，RCOS_xR以及包括一个或多个来自-S_x-、-COS_x-、-SH、-SM、-COSH和-COSM的官能团的聚合物，

其中：

M选自Li和Na；

R选自取代或未取代的烷基或芳基，

x为大于或等于2的整数，

n为大于或等于1的整数。

9.如权利要求1至8中任一项所述的电池，其特征在于阴极电解质还包含：

-一种或多种碱金属盐，例如ATFSi、AFSi、ANO₃、ATDI、ACF₃SO₃，

-A_zS_x和RS_xA的矿物和有机多硫化物盐，或

-其混合物，

其中R选自取代或未取代的烷基或芳基，

A选自Li、Na、K、Rb和Cs，

x为大于或等于2的整数，并且

z为大于或等于2的整数。

10.如权利要求1至9中任一项所述的电池，其特征在于阴极电解质还包含一种或多种锂盐，例如LiTFSi、LiFSi、LiTDI、LiNO₃、LiCF₃SO₃以及其混合物，以及多硫化锂：RS_yLi，其中y为大于或等于2的整数并且R选自取代或未取代的烷基或芳基。

11.如权利要求1至10中任一项所述的电池，其特征在于阴极电还可包含聚合物粘合剂。

12.如权利要求1至11中任一项所述的电池，其特征在于所述至少一种有机硫物质是聚合物，并且能够表现得像聚合物粘合剂。

13.如权利要求12所述的电池，其特征在于用作聚合物粘合剂的所述至少一种有机硫物质选自含有以下官能团的聚合物：二硫化物-S-S-，多硫化物–S_n-，其中n为大于或等于2的整数，和/或-SH。

14.如权利要求1至13中任一项所述的电池，其特征在于参与阴极的容量的有机硫物质以大于或等于0.05mol/L的浓度存在于阴极电解质中。