一种含硫电极、含有该电极的锂硫电池及其制备方法_2

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[0023] 本发明的有益效果在于:越靠近集流体,极性官能团含量越低,导电剂的导电性能 越好,有利于降低整体极片的电阻;越靠近涂层表面,极性官能团含量越高或极性越大,导 电剂对锂硫化物的吸附作用越强,整体电极固定锂硫化物的能力越强,因此解决锂硫化物 扩散至负极影响电池循环性能。同时,含有极性官能团的导电剂,更有利于其均匀分散于电 极浆料中,制备出来的电芯一致性更好。最后,一维或二维结构的导电剂,能够构建一个立 体空间网络结构,也有利于限制锂硫化合物的溶解及移动,确保电芯具有更加优异的性能。
【具体实施方式】
[0024] 下面结合【具体实施方式】对本发明及其有益效果进行详细说明,但本发明的实施方 式不限于此。
[0025] 比较例,
[0026] 浆料的配制:将硫碳复合物、导电碳(粒径为200nm)、PVDF(硫碳复合物:导电 碳:PVDF= 80:15:5)分散于NMP中得到正极浆料待用;
[0027] 正极片的制备:选择铝箱为集流体,将上述浆料涂敷于铝箱表面,涂敷厚度为 100ym,烘干、冷压、分条、焊接得到正极片待用;
[0028] 成品锂硫电池制备:将上述正极片与隔离膜、金属锂带叠片,得到裸电芯,之后选 择铝塑膜为外封装材料,进行顶侧封、注液、静置、化成、整形、排气得到成品锂硫电池。
[0029] 实施例1,与比较例不同之处在于,本实施例包括如下步骤:
[0030] 第一层浆料配制:将硫碳复合物、导电碳(粒径为200nm,含有醚类官能团3% )、 PVDF(硫碳复合物:导电碳:PVDF= 80:15:5)分散于NMP中得到正极浆料待用;
[0031] 第一层涂层涂敷:选择铝箱为集流体,将上述浆料涂敷于铝箱表面,涂敷厚度为 40μm,烘干得到第一层涂层;
[0032]第二层浆料配制:将硫碳复合物、导电碳(粒径为200nm,含有醇类官能团3% )、 PVDF(硫碳复合物:导电碳:PVDF= 80:15:5)分散于NMP中得到正极浆料待用;
[0033] 第二层涂层涂敷:将上述浆料涂敷于第一次涂层表面,涂敷厚度为60μm,烘干、 冷压、分条、焊接得到正极片待用;
[0034] 其余与比较例相同,不再赘述。
[0035] 实施例2,与实施例1不同的是,本实施例包括如下步骤:
[0036] 第一层衆料配制:将硫碳复合物、导电碳(粒径为200nm,含有硝基官能团3% )、 PVDF(硫碳复合物:导电碳:PVDF= 80:15:5)分散于NMP中得到正极浆料待用;
[0037] 第一层涂层涂敷:选择铝箱为集流体,将上述浆料涂敷于铝箱表面,涂敷厚度为 20μm,烘干得到第一层涂层;
[0038] 第二层浆料配制:将硫碳复合物、导电碳(粒径为200nm,含有胺类官能团3% )、 PVDF(硫碳复合物:导电碳:PVDF= 80:15:5)分散于NMP中得到正极浆料待用;
[0039] 第二层涂层涂敷:将上述浆料涂敷于第一次涂层表面,涂敷厚度为30μm,烘干、 冷压、分条、焊接得到正极片待用;
[0040] 第三层浆料配制:将硫碳复合物、导电碳(粒径为200nm,含有羧基官能团3% )、 PVDF(硫碳复合物:导电碳:PVDF= 80:15:5)分散于NMP中得到正极浆料待用;
[0041] 第三层涂层涂敷:将上述浆料涂敷于第二次涂层表面,涂敷厚度为50μπι,烘干、 冷压、分条、焊接得到正极片待用;
[0042] 其它与实施例1的相同,这里不再重复。
[0043] 实施例3,与实施例1不同的是,本实施例包括如下步骤:
[0044] 第一层浆料配制:将硫碳复合物、碳纳米管(管径为20nm,含有羧基官能团0% )、 PVDF(硫碳复合物:导电碳:PVDF= 80:15:5)分散于NMP中得到正极浆料待用;
[0045] 第一层涂层涂敷:选择铝箱为集流体,将上述浆料涂敷于铝箱表面,涂敷厚度为 40μm,烘干得到第一层涂层;
[0046] 第二层浆料配制:将硫碳复合物、碳纳米管(管径为20nm,含有羧基官能团2% )、 PVDF(硫碳复合物:导电碳:PVDF= 80:15:5)分散于NMP中得到正极浆料待用;
[0047] 第二层涂层涂敷:将上述浆料涂敷于第一次涂层表面,涂敷厚度为60μm,烘干、 冷压、分条、焊接得到正极片待用;
[0048] 其它与实施例1的相同,这里不再重复。
[0049] 实施例4,与实施例1不同的是,本实施例包括如下步骤:
[0050] 第一层浆料配制:将硫碳复合物、碳纳米管(管径为20nm,含有羧基官能团 0. 5 %)、PVDF(硫碳复合物:导电碳:PVDF= 80:15:5)分散于NMP中得到正极浆料待用;
[0051] 第一层涂层涂敷:选择铝箱为集流体,将上述浆料涂敷于铝箱表面,涂敷厚度为 40μm,烘干得到第一层涂层;
[0052] 第二层浆料配制:将硫碳复合物、碳纳米管(管径为20nm,含有羧基官能团4% )、 PVDF(硫碳复合物:导电碳:PVDF= 80:15:5)分散于NMP中得到正极浆料待用;
[0053] 第二层涂层涂敷:将上述浆料涂敷于第一次涂层表面,涂敷厚度为60μm,烘干、 冷压、分条、焊接得到正极片待用;
[0054] 其它与实施例1的相同,这里不再重复。
[0055] 实施例5,与实施例1不同的是,本实施例包括如下步骤:
[0056]第一层浆料配制:将硫碳复合物、碳纳米管(管径为20nm,含有羧基官能团5% )、 PVDF(硫碳复合物:导电碳:PVDF= 80:15:5)分散于NMP中得到正极浆料待用;
[0057] 第一层涂层涂敷:选择铝箱为集流体,将上述浆料涂敷于铝箱表面,涂敷厚度为 40μm,烘干得到第一层涂层;
[0058] 第二层浆料配制:将硫碳复合物、碳纳米管(管径为20nm,含有羧基官能团 20 %)、PVDF(硫碳复合物:导电碳:PVDF= 80:15:5)分散于NMP中得到正极浆料待用;
[0059] 第二层涂层涂敷:将上述浆料涂敷于第一次涂层表面,涂敷厚度为60μm,烘干、 冷压、分条、焊接得到正极片待用;
[0060] 其它与实施例1的相同,这里不再重复。
[0061] 实施例6,与实施例1不同的是,本实施例包括如下步骤:
[0062] 第一层浆料配制:将硫碳复合物、石墨烯(平面等效直径为1μm,含有羧基官能团 0. 5 %)、PVDF(硫碳复合物:导电碳:PVDF= 90:0. 5:9. 5)分散于NMP中得到正极浆料待 用;
[0063] 第一层涂层涂敷:选择铝箱为集流体,将上述浆料涂敷于铝箱表面,涂敷厚度为 40μm,烘干得到第一层涂层;
[0064] 第二层浆料配制:将硫碳复合物、石墨烯(平面等效直径为400nm,含有羧基官能 团7% )、PVDF(硫碳复合物:导电碳:PVDF= 99:0. 5:0. 5)分散于NMP中得到正极浆料待 用;
[0065] 第二层涂层涂敷:将上述浆料涂敷于第一次涂层表面,涂敷厚度为60μm,烘干、 冷压、分条、焊接得到正极片待用;
[0066] 其它与实施例1的相同,这里不再重复。
[0067] 实施例7,与实施例1不同的是,本实施例包括如下步骤:
[0068] 第一层浆料配制:将硫碳复合物、石墨烯(平面等效直径为30μm,含有羧基官能 团0. 2% )、PVDF(硫碳复合物:导电碳:PVDF= 60:20:20)分散于NMP中得到正极浆料待 用;
[0069] 第一层涂层涂敷:选择铝箱为集流体,将上述浆料涂敷于铝箱表面,涂敷厚度为 40μm,烘干得到第一层涂层;
[0070] 第二层浆料配制:将硫碳复合物、石墨烯(平面等效直径为2μm,含有羧基官能团 2% )、PVDF(硫碳复合物:导电碳:PVDF= 30:40:30)分散于NMP中得到正极浆料待用;
[0071] 第二层涂层涂敷:将上述浆料涂敷于第一次涂层表面,涂敷厚度为60μm,烘干、 冷压、分条、焊接得到正极片待用;
[0072] 其它与实施例1的相同,这里不再重复。
[0073] 实施例8,与实施例1不同的是,本实施例包括如下
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