[0084] μ m成品电芯制备：采用金属锂粉直接接触补锂的方式，在上述三层结构正极片 表面均匀布置一层锂粉，之后进行辊压，从而实现对上述得到的两层涂层正极片进行富锂， 之后于烘干后的负极片（活性物质为石墨-硅复合物）以及隔离膜卷绕得到裸电芯，使用 铝塑膜为包装袋进行入袋封装，之后注液、静置、化成、整形、除气后，最终得到成型后的电 芯。
[0085] 本发明进行如下测试：
[0086] 容量测试：在35°C环境中按如下流程对比较例1-比较例8及实施例1-实施例 5的电芯进行容量测试：静置3min ;0. 5C恒流充电至3. 8V，恒压充电至0. 05C ;静置3min ; 0. 5C恒流放电至I. 5V得到首次放电容量DO ;静置3min之后完成容量测试，所得结果见表 1〇
[0087] 在35°C环境中按如下流程对实施例6的电芯进行容量测试：静置3min ;0. 5C恒流 充电至4. 2V，恒压充电至0. 05C ;静置3min ;0. 5C恒流放电至I. 5V得到首次放电容量DO ; 静置3min之后完成容量测试，所得结果见表1。
[0088] 循环测试：在35°C环境中按如下流程对比较例1-比较例8及实施例1-实施例 5的电芯进行循环测试：静置3min ;0. 5C恒流充电至3. 8V，恒压充电至0. 05C ;静置3min ; 0. 5C恒流放电至I. 5V得到首次放电容量DO ;静置3min之后进行第二次充电：0. 5C恒流充 电至3. 8V，恒压充电至0. 05C ;静置3min ;0. 5C恒流放电至I. 5V得到首次放电容量Dl ;之 后再循环298次得到D299 ;此时，电芯容量保持率=D299/D0,所得结果见表1。
[0089] 在35°C环境中按如下流程对实施例6的电芯进行循环测试：静置3min ;0. 5C恒流 充电至4. 2V，恒压充电至0. 05C ;静置3min ;0. 5C恒流放电至I. 5V得到首次放电容量DO ; 静置3min之后进行第二次充电：0. 5C恒流充电至4. 2V，恒压充电至0. 05C ;静置3min ;0. 5C 恒流放电至I. 5V得到首次放电容量Dl ;之后再循环298次得到D299 ;此时，电芯容量保持 率=D299/D0,所得结果见表1。
[0090] 自放电测试：在RT环境中按如下流程将各实施例和比较例做完循环测试的电芯 进行自放电测试：静置3min ;0. 5C恒流充电至3. 0V，恒压充电至0. 05C ;静置72h后测试开 路电压Vl，之后再静置72h测试开路电压V2,电芯的自放电速率=(V1-V2)/72 (mV/h)，所得 结果见表1。
[0091 ] 表1，比较例&各实施例中电芯的性能表
[0092] CN 105118957 A 说明书 7/8 页
[0093] 由表1可得，对比各比较例，发现即使负载相同比例（75%)的硫，不同的基材制备 的硫化物，运用到锂硫电池中，循环性能及循环后自放电速率差距非常明显，而首次充放电 容量也会有微弱差别，这主要是由于不同结构、成分的基材，其对嵌锂后形成的锂硫化合物 的束缚作用不同；一般而言，结果越复杂、成分中含有的与锂硫化合物作用的官能团越多， 其对锂硫化合物的束缚作用越强，因此固定锂硫化合物的效果越好，相应的制备出来的锂 硫电池就具有更好的循环性能。同时，由于基材对锂硫化合物具有较强的束缚作用，因此锂 硫化合物扩散至负极的比例将极大的降低，在负极上生长的枝晶就会越少，刺穿隔离膜的 概率就会降低，最终改善循环后电池的自放电性能。同时，由各比较例可以得到，通过组装 成电池，测试电池的循环性能、循环后自放点速度可以间接得到各基材对锂硫化合物束缚 作用的强弱。就本发明比较例中列举的物质而言，其对锂硫化合物束缚能力由强到弱的顺 序为：活性炭（3000)〉活性炭（2000)〉石墨烯~科琴黑〉碳纳米管~活性炭（1500)〉聚苯 胺~多孔铝。
[0094] 对比比较例1~3与实施例1、2可得，采用多层结构的涂层时，锂硫电池的循环性 能及循环后的自放电性能，主要由表层涂层决定，这主要是表层涂层中使用的、对锂硫化合 物束缚能力较强的基材同时能够束缚底层图层中形成的锂硫化合物向表层扩散，从而达到 改善电池性能的目的。
[0095] 对比各比较例与实施例里3-6可得，本发明具有普适性，对于不同的基材据具有 相似的效果。
[0096] 根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方 式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的【具体实施方式】，凡是本领域技术人员在 本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此 外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明 构成任何限制。
【主权项】
1. 一种锂硫电池电极，由集流体与涂敷层组成，其特征在于： 所述涂敷层具有n层结构，由集流体一侧向涂敷层表面分别为第1层、第2层……第n 层，n为整数且n>2; 第i层涂层厚度为hi，涂层中硫基复合物的含量为ai%，且0%< ai%< 99. 5%， hi 多 I y m ; 第i层涂层中硫基复合物对锂硫化物的束缚能力为ai，且…… a i ^......^an〇2. -种权利要求1所述的锂硫电池电极，其特征在于：5%彡ai%彡98%， 400 ym^:hi^:2iim；3. -种权利要求1所述的锂硫电池电极，其特征在于：所述硫基复合物包括硫和基体， 所述硫为单质硫或/和硫化物；硫的负载量为b%，且5%彡b%彡98%。4. 一种权利要求3所述的锂硫电池电极，其特征在于：所述基体包括碳材料、导电聚合 物、多孔金属材料中的至少一种。5. -种权利要求1所述的锂硫电池电极，其特征在于：所述硫基复合物中的碳材料包 括活性碳、导电碳黑、超级导电碳、碳纳米管、科琴黑、石墨烯中的至少一种；所述导电聚合 物（就是聚合物中含有31键的一类物质）包括聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚乙炔中的至少一 种；所述多孔金属材料包括多孔铝、多孔镍、泡沫镍中至少一种。6. -种权利要求1所述的锂硫电池电极，其特征在于：所述涂敷层中还含有导电组分、 粘接组分，以及除硫之外的其他正极活性物质。7. -种权利要求6所述的锂硫电池电极，其特征在于：所述涂敷层中含有的其他正极 活性物质包括锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物、锂铁氧化物、锂钒氧化物、三元或多元 复合化合物和聚阴离子正极材料中的至少一种。8. -种权利要求1所述的锂硫电池电极的制备方法，其特征在于，主要包括如下步骤： 步骤1，衆料配置：选择基材对锂硫化物的束缚能力为a i(l < i < n)的硫基复合物 为活性物质，配置得到n种浆料待用，其中，且al彡a2彡……ai彡……彡an; 步骤2,涂敷：将al、a2……an浆料，依次涂敷在集流体，形成由集流体一侧向涂敷层表 面分别由以al浆料、a2浆料……an浆料制备得到的n层涂层结构，即得到多层锂硫电池电 极。9. 一种含有权利要求1所述的锂硫电池电极的锂硫电池的制备方法，其特征在于，主 要包括如下步骤：将权利要求1所述电极与对电极、隔离膜组装得到裸电芯，之后入壳/入 袋、化成、整形得到成品锂硫电池。10. -种权利要求9所述的锂硫电池的制备方法，其特征在于，所述对电极为富锂电极 或贫锂电极；且当对电极为贫锂电极时，需要采用补锂技术对电极进行补锂。
【专利摘要】本发明属于锂硫电池领域，尤其涉及一种锂硫电池电极：由集流体与涂敷层组成，所述涂敷层具有n层结构，由集流体一侧向涂敷层表面分别为第1层、第2层……第n层，n为整数且n≥2；第i层涂层厚度为hi，涂层中硫基复合物的含量为ai％，且0％≤ai％≤99.5％，hi≥1μm；第i层涂层中硫基复合物对锂硫化物的束缚能力为αi，且α1≤α2≤……αi≤……≤αn。由于本发明中，电极表层所使用的硫基复合物基体对锂硫化合物的束缚能力强，能够最大化对底层锂硫化物的束缚能力，使得制备的锂硫电池具有更好的循环性能。
【IPC分类】H01M10/0525, H01M4/38, H01M4/139, H01M4/36, H01M4/13, H01M10/058
【公开号】CN105118957
【申请号】CN201510395361
【发明人】杨玉洁
【申请人】广东烛光新能源科技有限公司
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年7月4日