一种柔性锂硫电池及其制备方法技术

本发明专利技术属于电池技术领域，特别涉及一种柔性锂硫电池及其制备方法。本发明专利技术提供了一种柔性锂硫电池的制备方法，包括以下步骤：将硫与包括过渡金属碳化物、二氧化锰、石墨烯和多孔碳中的一种或多种的修饰材料混合后进行热处理，得到硫复合材料；将所述硫复合材料、碳纳米管、表面活性剂和水混合分散，得到纺丝原液；利用凝固浴纺丝法将纺丝原液进行纺丝得到长纤维硫碳正极；将所述长纤维硫碳正极和锂金属线负极的表面分别包覆聚凝胶电解质，分别得到包覆正极和包覆负极；将所述包覆正极和包覆负极进行螺旋缠绕后装入热缩管，进行封装，得到所述柔性锂硫电池。测试结果表明，本发明专利技术提供的柔性锂硫电池具有优异的电学稳定性和柔性弯曲性能。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性锂硫电池及其制备方法
本专利技术属于电池
，特别涉及一种柔性锂硫电池及其制备方法。
技术介绍
锂硫电池是锂电池的一种，是以硫元素作为电池正极、金属锂作为负极的一种锂电池。由于单质硫(10-30S/cm)及其放电产物的导电性极低，导致锂硫电池实际容量和能量密度尚远低于其理论值；另外，放电过程产生的多硫化物在醚类电解液中会大量溶解，穿过隔膜扩散到负极区并沉积于金属锂表面，造成活性成分损失，产生“穿梭效应”，使得锂硫电池的库伦效率和循环寿命较低，应用中电学性能尚且不足。纤维状(或者称为线状、电缆状等)的柔性电池是指外观呈长线形状的柔性可弯曲电池，其电极一般是直径不超过100μm的单根纤维状微型电极。在单根长纤维状正极中有效负载、分散和限域单质硫，提高硫正极的电化学性能和力学弯曲性能是目前的一项研究难点。文献(AdvMater，2016，28(43)，9629)首先将硫纳米粒子原位沉积到石墨烯表面形成混合溶液，然后采用抽滤方法形成薄膜，将薄膜卷绕形成长纤维硫电极，但是这种方法制备的纤维电极受薄膜尺寸限制，无法形成连续的长纤维电极。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性锂硫电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n将硫与修饰材料混合后进行热处理，得到硫复合材料；所述修饰材料包括过渡金属碳化物、二氧化锰、石墨烯和多孔碳中的一种或多种；/n将所述硫复合材料、碳纳米管、表面活性剂和水混合，进行分散，得到纺丝原液；/n利用所述纺丝原液采用凝固浴纺丝法制备得到纤维丝，去除所述纤维丝中的凝固浴溶液成分，得到长纤维硫碳正极；/n将所述长纤维硫碳正极和锂金属线负极的表面分别包覆聚凝胶电解质，分别得到包覆正极和包覆负极；/n将所述包覆正极和包覆负极相互螺旋缠绕后装入热缩管，进行封装，得到所述柔性锂硫电池。/n

【技术特征摘要】
1.一种柔性锂硫电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将硫与修饰材料混合后进行热处理，得到硫复合材料；所述修饰材料包括过渡金属碳化物、二氧化锰、石墨烯和多孔碳中的一种或多种；
将所述硫复合材料、碳纳米管、表面活性剂和水混合，进行分散，得到纺丝原液；
利用所述纺丝原液采用凝固浴纺丝法制备得到纤维丝，去除所述纤维丝中的凝固浴溶液成分，得到长纤维硫碳正极；
将所述长纤维硫碳正极和锂金属线负极的表面分别包覆聚凝胶电解质，分别得到包覆正极和包覆负极；
将所述包覆正极和包覆负极相互螺旋缠绕后装入热缩管，进行封装，得到所述柔性锂硫电池。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硫的质量占硫与修饰材料总质量的10～90％。


3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述热处理的温度为155℃，时间为48h。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硫复合材料与碳纳米管的质量比为4：(1～16)；所述碳纳米管和表面活性剂的质量比为1：(0.5～10)；所述纺丝原液的固含量为0.5～2％。


5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述凝固浴纺丝法中的凝固浴溶液为聚乙烯醇水溶液或壳聚糖醋酸溶液；所述聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇的质量分数为1～10％...

【专利技术属性】
技术研发人员：王凯，马衍伟，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11