容量比阴极容量高20%，即（CamAh- CemAh)/ Cc;mAh=20%)、冷压、分条、干燥等工序得到待富锂阳极极极片。
[0030] 其它与实施例4的相同，这里不再重复。
[0031] 实施例6，(^%-&1%=0%的锂硫电池的制备 与实施例4不同的是，本实施例包括如下步骤： 阳极片制备：以石墨和硅材料作为阳极活性物质，通过调节石墨与硅的比例，得到体 积膨胀率为60%的石墨-硅混合阳极活性物质，之后与导电剂、粘接剂及溶剂，充分搅拌 后得到浆料，之后经过涂覆(涂敷时控制阳极容量比阴极容量高4%，即（ CamAh-Cc;mAh)/ Cc;mAh=4%)、冷压、分条、干燥等工序得到待富锂阳极极极片。
[0032] 其它与实施例4的相同，这里不再重复。
[0033] 实施例7，(^%-&1%=0%的锂硫电池的制备 与实施例4不同的是，本实施例包括如下步骤： 阳极片制备：以石墨和硅材料作为阳极活性物质，通过调节石墨与硅的比例，得到体 积膨胀率为60%的石墨-硅混合阳极活性物质，之后与导电剂、粘接剂及溶剂，充分搅拌 后得到浆料，之后经过涂覆(涂敷时控制阳极容量比阴极容量高〇%，即（c amAh-Cc;mAh)/ Cc;mAh=0%)、冷压、分条、干燥等工序得到待富锂阳极极极片。
[0034] 其它与实施例4的相同，这里不再重复。
[0035] 实施例8，(^%-&1%=0%的锂硫电池的制备 与实施例4不同的是，本实施例包括如下步骤： 阳极片制备：以石墨和硅材料作为阳极活性物质，通过调节石墨与硅的比例，得到体 积膨胀率为60%的石墨-硅混合阳极活性物质，之后与导电剂、粘接剂及溶剂，充分搅拌 后得到浆料，之后经过涂覆(涂敷时控制阳极容量比阴极容量高-4%，即（ CamAh-Cc;mAh)/ Cc;mAh=-4%)、冷压、分条、干燥等工序得到待富锂阳极极极片。
[0036] 其它与实施例4的相同，这里不再重复。
[0037] 实施例9，(^%-&1%=0%的锂硫电池的制备 与实施例4不同的是，本实施例包括如下步骤： 阳极片制备：以石墨和锡材料作为阳极活性物质，通过调节石墨与锡的比例，得到体 积膨胀率为60%的石墨-锡混合阳极活性物质，之后与导电剂、粘接剂及溶剂，充分搅拌 后得到浆料，之后经过涂覆(涂敷时控制阳极容量比阴极容量高10%，即（c amAh-Cc;mAh)/ Cc;mAh=10%)、冷压、分条、干燥等工序得到待富锂阳极极极片。
[0038] 其它与实施例4的相同，这里不再重复。
[0039] 实施例10，(^%-&1%=0%的锂硫电池的制备 与实施例4不同的是，本实施例包括如下步骤： 阴极片制备：通过调节硫-导电碳复合物中硫及导电碳的含量，得到满嵌锂后体积膨 胀率为60%的硫-导电碳复合物，之后将该硫-导电碳复合物与粘接剂及溶剂，充分搅拌后 得到浆料，之后经过涂覆、冷压、分条、焊接等工序得到待卷绕阴极极片。
[0040] 其它与实施例4的相同，这里不再重复。
[0041] 对本发明进行如下测试： 容量测试：在35°C环境中按如下流程对各实施例和比较例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1. 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。
[0042] 满充电时电芯厚度变化：在35°C环境中按如下流程对各实施例和比较例的电芯 进行满充电时电芯厚度变化测试：静置3min ;0. 5C恒流充电至3. 8V，恒压充电至0. 05C ;静 置3min ;测试此时电芯厚度h1;0. 5C恒流放电至1. 5V ;静置3min;测试此时电芯厚度h2;满 充电时电芯厚度变化=(hi-tg /h2*100%，所得结果见表1。
[0043] 循环测试：在35°C环境中按如下流程对各实施例和比较例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1. 5V得 到首次放电容量D0 ;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1. 5V得到首次放电容量D1 ;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。
[0044] 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VI，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。
[0045] C/B:定义为（camAh-ccmAh)/ccmAh*100%。
【主权项】
1. 一种裡硫电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤1，充电过程中最大厚度膨胀率为Cl%的硫电极的制作；将至少含有单质硫、硫基 化合物或硫复合物中的一种的活性物质与粘接剂、导电剂W及溶剂揽拌均匀得到阴极浆 料，之后涂覆、干燥冷压制备得到阴极极片；定义此时的阴极极片满充后膨胀率为Ci%，单位 面积能够发挥的容量为CtinAh ; 步骤2,充电过程中最大厚度膨胀率为ai%的阳极片的制作；根据阴极极片的满充膨胀 率Ci%，单位面积能够发挥的容量CtmAh，选择阳极活性物质种类及涂覆厚度，使得其满充时 的体积膨胀率与Cl%匹配，单位面积能够发挥的容量与CtmAh匹配；之后将活性物质与导电 剂、粘接剂W及溶剂混合均匀得到阳极浆料，之后涂覆、干燥冷压制备得到阳极极片；定义 此时的阳极极片满充后膨胀率为ai%，单位面积能够发挥的容量为cjiiAh ; 步骤3,成品裡硫电池制备；将步骤1得到的阴极片、步骤2得到的阳极片W及隔离膜 组装得到裸电芯，之后入壳/入袋、烘烤、注液、静置、化成、整形得到成品电化学储能电池。
2. -种权利要求1所述裡硫电池的制备方法，其特征在于，步骤1所述硫单质包括升华 硫和/或局纯硫；硫基化合物包括有机硫化物、Li2Sn (n > 1)、碳硫聚合物（CgSJm中的 至少一种；所述硫复合物包括硫/碳复合物、硫/导电聚合物复合物、硫/无机氧化物中的 至少一种；Cl% > m%，其中，5《m《40。
3. -种权利要求1所述裡硫电池的制备方法，其特征在于，步骤1所述活性物质，还可 W含有裡离子电池其他阴极材料，包括裡钻氧化物、裡媒氧化物、裡猛氧化物、猛媒钻复合 氧化物、裡饥氧化物、裡铁氧化物中的一种或多种。
4. 一种权利要求1所述裡硫电池的制备方法，其特征在于，步骤2所述阳极活性物质包 括碳类材料、合金类材料、金属氧化物系列、金属氮化物、碳化合物中的至少一种。
5. -种权利要求1所述裡硫电池的制备方法，其特征在于，还可W对步骤1或/和步骤 2制得的阴极片或/和阳极片进行富裡。
6. -种权利要求1所述裡硫电池的制备方法，其特征在于，步骤2所述膨胀匹配关 系为；（ai%-ci%) <m%且（Ci%-ai%) <m% ;步骤2所述容量匹配关系为0《（CamAh-CcmAh) / CciiiAh《20〇/〇。
7. -种权利要求1所述裡硫电池的制备方法，其特征在于，步骤2所述膨胀匹配关系 为；（ai%-ci%) <20% 且（Ci%-ai%) <20% ;步骤 2 所述容量匹配关系为 4%《（CamAh-CemAh) / CciiiAh《20〇/〇。
8. -种使用权利要求1所述方法制备得到的裡硫电池，由外包装、电解液和裸电芯组 成；所述裸电芯由阴极片、隔离膜和阳极片组成，所述隔离膜位于所述阴极片与所述阳极片 之间，在整个充放电过程中，所述 裸电芯的厚度膨胀率为h%=(裸电芯厚度-裸电芯初始厚度）/裸电芯初始厚度） *100% ； 阴极片的厚度膨胀率为c%=(阴极片厚度-阴极片初始厚度）/阴极片初始厚度） *100% ； 阳极片的厚度膨胀率为a%=(阳极片厚度-阳极片初始厚度）/阳极片初始厚度） *100% ； 其特征在于；max (C%，a%) > 5%,且 h%《0. 5*max (C%，a%)。
9. 一种权利要求8所述的裡硫电池，其特征在于，max (c%，a%) > 10%, h%《10%。
10. -种采用权利要求1所述方法制备得到的电化学储能器件，所述电化学储能器件 包括裡离子电池、轴离子电池、轴硫电池；W及相应电化学储能器件的制备方法。
【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制备方法及采用该方法制备得到的锂硫电池：采用本发明制备锂硫电池，可以有效的解决锂硫电池由于硫电极在嵌锂后体积急剧膨胀而导致的电芯变形、电极断裂等问题的方法：即选择与硫电极充电膨胀率相匹配的阳极电极组装锂硫电池；充电过程中，阴极硫体积收缩，阳极电极体积膨胀，且收缩膨胀比例相匹配；放电时，阴极硫体积膨胀，阳极电极体积收缩，且膨胀收缩比例相匹配；最终通过“此消彼长”的方式，解决整个锂硫电池体积膨胀的问题。
【IPC分类】H01M10-058, H01M10-052
【公开号】CN104681853
【申请号】CN201510088423
【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6月3日
【申请日】2015年2月26日