电解质，即代替了传统电池中电解液（占原材料成本中15-30%比例）和隔 膜（占原材料成本中20-30%比例），解决了液态电解液易燃易爆和污染性问题，同时解决 了枝晶短路安全问题，提高了循环次数和使用寿命，体积也缩小了一半以上。其四，本发明 锂硫电池采用新材料为集流体，使充电时间由原来的4-8个小时缩减到10-30分钟。解决 了电动汽车发展的一个瓶颈问题（电粧问题）。其五，本发明锂硫电池在使用后低毒，并且 回收利用的能耗较小，环保意义重大。
【附图说明】
[0052] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0053] 图1为本发明锂硫电池装置结构示意图；
[0054] 附图标记：
[0055] 1-固体电解质；2-纳米管；3-单质硫
[0056] 4-单质锂 5-正极集流体6-负极集流体
【具体实施方式】
[0057] 下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会 理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体 条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为 可以通过市售购买获得的常规产品。
[0058] 本发明锂硫基陶瓷固体电解质可采用以下方法制备得到：
[0059] (1)将硫化锂结晶（Li2S，纯度99. 9% )、五硫化二磷（P2S5,99% )、单质硫⑶和 单质硅（Si)在氩气气氛的手套箱内以Li2S :P2S5:S:Si = 23:10:12:5的质量比进行称量。 称量时要注意硫化锂和五硫化二磷在空气中易吸湿易被氧化，而且他们对皮肤和眼睛有一 定的刺激性，所以称量过程要在干燥的环境下（操作者须佩戴手套、口罩和护目镜，称量之 后两种原料要妥善保存，放于密闭避光，通风干燥处）或手套箱中进行。称量后投入到氧化 锆制罐内。再将6个粒径Φ = IOmm的氧化锆磨球投入到氧化锆制罐中（在氮或氩气氛， 室温25 °C下），完全密封。接着，将氧化锆制罐安装到行星式球磨机上，以370rpm的旋转速 度进行20小时机械研磨，得到粉末状的硫化物玻璃。
[0060] (2)将步骤（1)所得硫化物玻璃用乳钵粉碎得到粒径3 μ m~10 μ m的无机固体电 解质粉末。
[0061] (3)将上述得到的无机固体电解质粉末，占无机固体电解质粉末总质量56%的氧 化钇和氧化锆混合物（其中氧化钇与氧化锆的摩尔比为1:49)放入无水乙醇中（固液总体 积比为15:85)，然后装入球磨机中进行球磨，采用直径为IOmm的氧化错磨球，以250rpm的 速率进行30分钟研磨，研磨后所得浆料倒入模具中，烘干到可以冲压成型，进行冲压成型， 然后再烘干（以50 °C~80 °C的条件蒸发烘干）。
[0062] 将烘干后所得薄片置于耐高温的模具中，放入烧结炉中，在烧结气氛为真空或惰 性气氛（氮气或氩气、压力为30MPa的条件下），升温到1200~1600°C (开始以50°C /小 时的速度升温，在150°C和350°C各保温2h，600°C以后以100°C /小时的速度升温），保温 90分钟，冷却至室温取出，即得锂硫基陶瓷固体电解质（注意烧结后气体排放干净后再取 出）。取出之后立刻用塑料薄膜严密包裹住，操作中需要戴手套，以免薄片表面潮湿，从而影 响之后的性能测试。
[0063] 本发明锂氧基陶瓷固体电解质可采用与锂硫基陶瓷固体电解质相同的制备方法 制备得到；其中，步骤（1)中按Li 2O :P205:Ti :Si = 15:10:18:5的质量比进行称量。
[0064] 本发明二氧化钛纳米管可由以下方法之一制备得到：
[0065] 1.水热法
[0066] 纳米TiO2粉体为前驱物（锐钛矿、金红石相、无定形纳米处理后TiO 2)，与浓度为 lOmol/L的NaOH水溶液混合，在带聚四氟乙烯内衬的高压釜密闭反应容器反应，调节温度 110°C~150°C，恒温2h以上，取出自然冷却，然后采用去离子水溶液和盐酸（lmol/L)将 产物洗至中性，离心分离干燥得到白色产物即为二氧化钛纳米管。也可采用文献1(肖璐、 周涛、黄海强、杨艳.二氧化钛纳米管及其水热法制备机理研究进展.《中国粉体技术》， 2008- 06,第14卷）中记载的制备方法进行制备。
[0067] 2.模板法
[0068] 以固体电解质为模板，将其在Ti(OC4H9)^浸渍处理后即可得到TiO 2纳米管。或 将钛酸四丁酯（C16H36O4Ti)加到无水乙醇中（钛酸四丁酯与无水乙醇体积比1:2)，磁力搅 拌，然后滴加无水乙醇、蒸馏水、冰醋酸等混合溶液，其中无水乙醇、蒸馏水、冰醋酸体积比 4:1:1，经Ih搅拌得到透明的TiO 2溶胶。也可采用文献2(李华基、孟翠、薛寒松、余国勋.氧 化铝模板法制备Ce掺杂二氧化钛纳米管.《铝加工》，2009-02,第187期）中记载的制备方 法进行制备。
[0069] 将固体电解质模板置于TiO2溶胶中浸渍、提拉30min。取出后在潮湿的大气中放 置4h，使其充分水解，再在热处理炉中以100°C /h的速度升温至600°C，恒温6h，随炉冷却 至室温。然后在质量分数为10%的NaOH水溶液中浸渍一段时间，暴露出110 2纳米管。
[0070] 3.电化学阳极氧化法
[0071] 将单面抛光的金属钛片在氢氟酸溶液中通上恒稳电流，经阳极氧化腐蚀在 400°C~500°C温度下退火而获得多晶结构二氧化钛纳米管阵列。也可采用文献3(高乾、 王树林.不同制备条件下对二氧化钛纳米管阵列及其结构的影响.《功能材料》，2011第2 期，42卷）中记载的制备方法进行制备。
[0072] 本发明碳纳米管可由以下方法制备得到：
[0073] 采用二茂铁为催化剂前驱体，将催化剂前驱体二茂铁的石英舟置于反应炉第一 段，将固体电解质片水平放置于反应炉的高温段，经过抽真空和大量惰性气体置换排除反 应炉内空气，在惰性气体保护下升温，然后切换通入载气，首先给第二段炉升到反应所需的 温度，然后升高第一段炉温度到150 °C，开始计时，二茂铁在150°C时升华为气体，在载气带 动下，进入反应器第二段炉，在700°C~900°C高温下二茂铁分解成纳米粒子，并沉积在固 体电解质片上，在片上形成一层纳米催化粒子，然后通入碳源气体乙炔，乙炔在催化剂的作 用下分解，碳原子溶解在催化剂中，达到过饱和后析出形成碳纳米管阵列，乙炔/氨气（或 氮气）流量比为l〇/l〇〇(mL/min)，所有反应都在常压下进行。也可采用文献4(米万良、 苏庆泉.多孔基体负载的碳纳米管复合膜制备及其气体渗透性能.《高等学校化学学报》， 2009- 03,第30卷）中记载的制备方法进行制备。
[0074] 本发明单质硫可通过以下方法嵌入纳米管中：
[0075] 将单质硫粉体溶于CS2，利用喷涂或浸润方法使固体电解质一侧纳米管阵列吸附 溶有单质硫的CS 2溶液，再将CS 2加热除去，使得硫单质嵌入到纳米管中。溶有单质硫的CS 2 溶液中可添加聚吡咯或石墨烯作为导电剂增加导电性。
[0076] 本发明单质锂可通过以下方法嵌入纳米管中：
[0077] 将单质锂粉末（SLMP)溶于DMPU(N，N_二甲基丙烯基脲）溶剂中，利用喷涂或浸润 方法使固体电解质一侧纳米管吸附溶有单质锂的DMPU溶液，再通过加热方法去除溶剂，使 得单质锂嵌入到纳米管中。
[0078] 本发明粘接可通过以下方法：使用骨凝胶作为粘合剂粘接。
[0079] 实施例1
[0080] -种锂硫电池，其制备方法包括如下步骤：
[0081] (1)制备锂硫基陶瓷固体电解质；固体电解质尺寸10x5(长X宽，单位cm)，厚度 600 ~1200 微米（μm);
[0082] (2)采用水热法制备二氧化钛纳米管；纳米管阵列高度200 μπι~600 μπι，半径为 IOOnm ~150nm ;
[0083] (3)在一部分二氧化钛纳米管中嵌入纳米级单质硫粉体（粒径不大于30nm)和导 电剂；导电剂ECP-600JD(30nm)(购于上海常翔商贸有限公司，系日本Lion公司生产）与 单质硫的质量百分比（wt% )比为8 :92 ;导电剂和单质硫总质量与CS2溶液体积的比例为 500g ： I. 3L ；
[0084] (4)在其余二氧化钛纳米管中嵌入FMC公司的稳定钝化单质锂粉末（SLMP);稳定 化锂金属粉末（SLMP)与溶剂DMPU(N，N-二甲基丙烯基脲）的比例为：1 :3 ;
[0085] (5)将嵌入了纳米级单质硫的二氧化钛纳米管粘接在锂硫基陶瓷固体电解质的一 侧，将嵌入了钝化单质锂的二氧化钛纳米管粘接在