一种锂硫电池制造技术

本发明专利技术公开了一种使用多层复合隔膜的锂硫电池。多层复合隔膜为在基底隔膜的一侧表面涂覆聚合物层A及另一侧表面涂覆无机固体材料层和聚合物层B，且无机固体材料层位于基底隔膜和聚合物层B之间。无机固体材料层能增加隔膜的机械强度，当使用具有锂离子传导作用的陶瓷材料时，能有效提高隔膜的离子电导率，降低充放电过程中的极化效应。锂硫电池使用的电解液含有添加剂，这样改善了正极、负极、隔膜的界面状态，使得充放电电流密度在锂负极表面更加均匀，并能够有效降低锂负极在电解液中的活性，大大降低了锂枝晶的形成可能性，提高了锂负极在使用时的稳定性。

A lithium sulfur battery

The invention discloses a lithium sulfur battery using a multilayer composite diaphragm. The multilayer composite diaphragm is coated with polymer layer A on the side surface of the base diaphragm, and the inorganic solid material layer and the polymer layer B are coated on the other side, and the inorganic solid material layer is between the base diaphragm and the polymer layer B. The inorganic solid material layer can increase the mechanical strength of the diaphragm. When using ceramic materials with lithium ion conduction, it can effectively improve the ionic conductivity of the diaphragm and reduce the polarization effect in the process of charge and discharge. The use of lithium sulfur battery electrolyte containing additives, thus improving the interface state of the anode and the cathode, the diaphragm, the charge discharge current density on the surface of the lithium anode is more uniform, and can effectively reduce the activity of lithium anode in the electrolyte, greatly reducing the possibility of the formation of lithium dendrite, improves the stability of lithium anode in the use of.

【技术实现步骤摘要】
一种锂硫电池
本专利技术属于锂硫电池领域，特别是涉及一种用于锂硫电池的多层复合隔膜。
技术介绍
当今社会，经济迅猛发展使人们获得充裕的物质生活的同时，能源危机和环境污染问题也日益困扰着人类的生存。在这严峻的形势下，开发新的绿色能源和可再生能源，及相应的能源转换和存储技术是当下科技工作者所亟待解决的问题。迫于当前所面临的问题，新能源汽车及其它电子设备应运而生，然而，目前市场上流通较多的锂离子电池能量密度较低而无法满足新型用电设备对高能量密度的要求。开发新的电源体系以满足用电器对高能量密度，高安全性能的要求势在必行。传统的锂硫电池以金属锂为负极，以单质硫为正极，锂的理论比容量为3860mAh/g，硫的理论比容量为1675mAh/g，电池的理论能量密度高达2600Wh/Kg，是目前已知的除锂空电池以外能量密度最高的锂二次电池体系。此外，正极材料硫来源丰富，价格低廉，且毒性较低。固然锂硫电池有着当前市场上流通的锂离子电池不可比拟的高能量密度优势，但其商业化还面临着较多困难。目前，限制锂硫电池商业化的问题主要表现在以下几个方面：(1)在充放电过程中产生的中间产物Li2Sn(4≦n≦8)，易溶于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂硫电池，其特征在于：其采用的隔膜为多层复合隔膜，多层复合隔膜为在基底隔膜的一侧表面涂覆聚合物层A及另一侧表面涂覆无机固体材料层和聚合物层B，且无机固体材料层位于基底隔膜和聚合物层B之间；当该复合隔膜用于锂硫电池中时，硫正极放置在多层复合隔膜的聚合物层A一侧，负极放置在聚合物层B一侧。

【技术特征摘要】
1.一种锂硫电池，其特征在于：其采用的隔膜为多层复合隔膜，多层复合隔膜为在基底隔膜的一侧表面涂覆聚合物层A及另一侧表面涂覆无机固体材料层和聚合物层B，且无机固体材料层位于基底隔膜和聚合物层B之间；当该复合隔膜用于锂硫电池中时，硫正极放置在多层复合隔膜的聚合物层A一侧，负极放置在聚合物层B一侧。2.根据权利要求1所述的锂硫电池，其特征在于：多层复合隔膜采用市售的聚乙烯隔膜、聚丙烯隔膜、聚乙烯/聚丙烯复合隔膜、聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯复合隔膜、聚酰亚胺隔膜、无纺布隔膜中的一种作为其基底。3.根据权利要求1所述的锂硫电池，其特征在于：聚合物层A所用的聚合物材料可以是PVDF、PTFE、PVP、PEO、LA132、SBR/CMC、PAA、明胶、环糊精、海藻酸钠中的一种或二种以上；聚合物层B所用的聚合物材料可以是聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醋酸乙烯酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚丙烯酸乙酯、聚氧化乙烯、氯磺化聚乙烯、全氟磺酸盐聚合物、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、丁苯橡胶、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素、羧乙基纤维素、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、海藻酸钠中的一种或二种以上。4.根据权利要求1所述的锂硫电池，其特征在于：所述的无机固体材料层包括超细无机固体材料和聚合物材料；且无机固体材料的质量百分数为15％-75％。5.根据权利要求4所述的锂硫电池，其特征在于：所述的超细无机固体材料可以具有锂离子传导特性，或也可以不具有锂离子传导特性材料中的一种或二种以上；具有锂离子传导特性的超细无机固体材料，可以是Li3xLa2/3-xTiO3(0.04<x<0.17)、Li14ZnGe4O16、Li1+xA2-xBx(PO4)3(A＝Ti,Ge中的一种；B＝Al,Ga,Sc,In,Y中的一种；0≤x≤0.7)、Li5+xLa3-xAxM2O12(A＝Ba,Sr中的一种；M＝Zr,Ta,Nb,Sb,Bi中的一种；0≤x≤2)、xLi2S-(1-x)P2S5(0<x<1)、xLi2S-(1-x)SiS2(0<x<1)、Li10GeP2S12、Li4GeS、Li3Zn0.5GeS4、Li3.25Ge0.25P0.75S4、Li3.4Si0.4P0.6S4、Li4.8Si0.2Al0.8S4、Li6PS5X(X＝Cl,Br,I)、氮化锂、磷酸锂、硅酸锂、铝酸锂、硼氢化锂中的一种或二种以上；不具有锂离子传导特性的超细无机固体材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈剑，徐磊，刘颖佳，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁,21