一种锂硫电池的制造工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种锂硫电池的制造工艺，将聚丙烯腈树脂微粉和硅藻土以质量比36～39:64～61，加入高速混合搅拌器中，再加入6～24％wt/硅藻土的NMP溶剂为原料经前期处理后在锂盐的NMP溶液中(含多硫化锂、甲氨基丁酸锂、高氯酸锂、磷酸锂的6～9％wt的NMP溶液)反复浸渍和高温蒸发后制备出正极材料；由甲氨基丁酸锂、高氯酸锂、磷酸锂制备锂硫电池全固态电解质；由金属锂与成型的含碳硅藻土电极真空电加热炉中在630～660℃的条件下通过含碳的硅藻土的毛细孔吸附熔融的金属锂完成制备负极材料，本发明专利技术工艺制备的锂硫电池全固态电解质具有高容纳硫的能力、较高离子传输能力和导电性能，能提高锂硫电池的高倍率性能和高循环性能。

【技术实现步骤摘要】
—种锂硫电池的制造工艺所属领域本专利技术涉及一种锂硫电池全固态电解质及其制备方法，属于新能源领域。
技术介绍
随着人类社会的发展，能源短缺、环境污染等问题的日益突出，人们对化学电源的认识和要求也越来越高，促使人们不断探索新的化学电源为主的能量储存系统。近几十年来，以金属锂为基础的电池引领了高性能化学电源的发展方向。随着锂离子电池的成功商业化，世界各国都在加紧开展车用锂离子动力电池的研究。但由于能量密度、安全性、价格等因素，常规锂离子电池如钴酸锂、锰酸锂和磷酸铁锂电池作为动力源无法满足电动汽车的要求。锂硫电池是极具发展潜力和应用前景的高能量密度二次电池。它具有高比容量和高能量密度以外，硫作为正极活性物质在来源、成本和环境友好方面表现出不可比拟的优势，目前，锂硫电池存在循环性能差、倍率性能需要进一步提高等问题。而锂硫电池存在的两个主要的问题在于一方面活性物质硫材料本身和最终放电产物Li2S是工业优级和离子的绝缘体；另一方面，放电过程中的中间产物多硫化物易溶解于电解液中，这些会造成活性物质的不可逆损失和容量衰减。为此，如何抑制多硫化物的扩散、提高硫正极循环过程中的导电性是硫基全固态电解质的研本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂硫电池的制造工艺，其特征在于，包含如下的制造步骤：1)含锂盐NMP溶液的电解质制备：在合成的多硫化锂的NMP溶液中，加入甲氨基丁酸锂、高氯酸锂、磷酸锂，以多硫化锂、甲氨基丁酸锂、高氯酸锂、磷酸锂的质量比为78～81:6～8:11～8:5～3溶于NMP溶剂中，形成含多硫化锂、甲氨基丁酸锂、高氯酸锂、磷酸锂的6～9％wt的NMP溶液；2)正极材料制备：将聚丙烯腈树脂微粉和硅藻土以质量比36～39:64～61，加入高速混合搅拌器中，再加入6～24％wt/硅藻土的NMP溶剂，在充分搅拌的条件下，均匀混合成粘度粘胶泥，然后将粘胶泥根据锂硫电池电极、电解质的需要，制作成相应形状的块状材料，将块状材料...

【技术特征摘要】
1.一种锂硫电池的制造工艺，其特征在于，包含如下的制造步骤: 1)含锂盐NMP溶液的电解质制备:在合成的多硫化锂的NMP溶液中，加入甲氨基丁酸锂、高氯酸锂、磷酸锂，以多硫化锂、甲氨基丁酸锂、高氯酸锂、磷酸锂的质量比为78~81:6~8:11~8:5~3溶于NMP溶剂中，形成含多硫化锂、甲氨基丁酸锂、高氯酸锂、磷酸锂的6~9% wt的NMP溶液； 2)正极材料制备:将聚丙烯腈树脂微粉和硅藻土以质量比36~39:64~61，加入高速混合搅拌器中，再加入6~24% wt/娃藻土的NMP溶剂，在充分搅拌的条件下，均匀混合成粘度粘胶泥，然后将粘胶泥根据锂硫电池电极、电解质的需要，制作成相应形状的块状材料，将块状材料置于经过氮气置换的高温炉中，在适当抽取真空的条件下，使块状粘胶泥成为只含有碳成份的块状硅藻土，经过高温处理的后浸入步骤I)所得锂盐NMP溶液中浸溃13~6min，取出后，高温炉中，在适当抽取真空的条件下，使块状硅藻土中的NMP溶剂充分挥发出来，这样反复6~8次的浸溃和高温蒸发出NMP，锂硫电池正极材料； 3)负极材料的制备:将金属锂与成型的含碳娃藻土电极置入0.0998~0.0999Mpa的真空电加热炉中，在温度加热到630~660°C的条件下，通过含碳的硅藻土的毛细孔吸附熔融的金属锂，在 经过一定时间的金属锂吸附完成后，在停止加热的条件下，将吸附有金属锂的含碳硅藻土冷却到常温得到负极材料； 4)最后将含有多硫化锂的正极材料和电解质以及含有金属锂的负极材料树脂注塑件组装成锂硫电池。2.根据权利要求1所述之锂硫电池的制造工艺，其特征在于:包含如下的具体步骤: 1)在IL的316L不锈钢反应釜中，在不断通入160~690ml/min氮气的保护下，加入5.6~6.6mol工业优级NMP，1.0mol工业优级硫化钠和0.0Olmol工业优级氢氧化钠，在160~690rpm搅拌条件下，缓慢的将反应系的温度升高到138~148°C，然后加入1.003mol工业优级氯化锂，继续升高反应体系的温度到160~190°C，并在该温度条件下，使反应体系保温6~9min，直到反应体系中有细小的白色晶体析出时，同时将反应体系中的水份蒸发除去,并停止加热； 2)将I)得到的无水反应体系在氮气的保护下，趁热过滤，将反应体系中的白色晶体过滤出来，滤液重新加入反应体系，反应爸的搅拌强度为160~690rpm,加入4~8mol/mol硫化锂的升华硫和去离子无氧水，待温度上升到138~148°C，并在该温度条件下回流保温4~6h，直到反应体系中无升华硫粉末时，停止对反应体系加热，同时将反应体系的温度缓慢的降到室温，此时，反应体系中析出少量浅黄色或白色的固体粉末； 3)将2)析出的浅黄色或白色固体粉末从反应体系中过滤出来，测定多硫化锂的质量浓度，然后按照配方比加入甲氨基丁酸锂、高氯酸锂、磷酸锂，并将温度加热到138~148°C，在该温度条件下保温9~16min，然后，冷却至室温待用；从而得到含多硫化锂、甲氨基丁酸锂、高氯酸锂...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋大余，李波，徐晨，
申请(专利权)人：宋大余，
类型：发明
国别省市：四川;51