【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池，尤其涉及一种无锂负极及其制备方法与锂硫电池。
技术介绍
1、随着科技的快速发展，全球对能源的需求不断增加，开发具有高容量和大功率的储能技术和设备变得极为重要。锂硫电池以单质硫为正极活性物质，以金属锂为负极，因其具有较高的能量密度(2600wh/kg)和无毒廉价的材料成本，被视为最具前景的下一代新型储能电池之一。现阶段，锂硫电池发展的主要问题集中在：1)充放电过程中，硫正极产生的多硫化物易溶解在电解液中，在电池正负极间“穿梭”，造成活性物质流失、电池效率低下和寿命缩短；2)锂负极中锂沉积/剥离效率低，导致锂枝晶的生长，容易造成短路，同时负极金属锂的过量使用，不仅带来安全隐患，且增加了电池的制造成本。为了降低由于金属锂的过量使用所增加的成本及其造成的安全问题，研究者们提出了一种新的电池结构，即采用硫化锂作为正极活性物质，负极只有集流体，组装成无锂负极锂硫电池。在该电池结构中，锂源和硫源全部由硫化锂提供，在首次充电过程中，硫化锂中的锂离子通过电解液迁移到负极，在集流体上发生沉积，被还原为锂金属，实现了理想的负/正极容量比(即n/p＝1)。然而，传统的负极集流体(铜箔、镍箔和钛箔等)通常具有疏锂性，加剧了锂在其上的不均匀沉积，导致“死锂”的产生，同时正极“穿梭”效应进一步加剧活性物质的流失，导致无锂负极锂硫电池极低的首次库伦效率(≤60％)和较短的循环寿命(≤100圈)。
2、因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
1、鉴于上述现有技术的不足，本专
2、本专利技术的技术方案如下：
3、本专利技术的第一方面，提供一种无锂负极，其中，所述无锂负极包括第一集流体以及设置在所述第一集流体上的黑磷纳米片层。
4、可选地，所述第一集流体的厚度为15-50μm；和/或，所述第一集流体包括铜箔、镍箔或钛箔。
5、可选地，所述黑磷纳米片层由黑磷纳米片构成；所述无锂负极中，所述黑磷纳米片在所述第一集流体上的负载量为0.4-0.6mg/cm2。
6、本专利技术的第二方面，提供一种本专利技术如上所述的无锂负极的制备方法，其中，包括步骤：
7、将黑磷纳米片加入到除氧后的水中，然后进行真空抽滤，在滤膜上形成黑磷纳米片层；
8、将所述滤膜上的黑磷纳米片层贴合在第一集流体上，施加压力，去除滤膜后，得到所述无锂负极。
9、可选地，所述施加压力时产生的压强为5-30mpa，所述施加压力的时间为10-20min。
10、可选地，所述黑磷纳米片的制备方法包括步骤：
11、提供第一有机溶剂，对所述第一有机溶剂进行除氧，得到除氧后的第一有机溶剂；
12、将黑磷加入到所述除氧后的第一有机溶剂中，超声后，离心，取上清液；
13、将所述上清液离心后，取沉淀，得到所述黑磷纳米片。
14、本专利技术的第三方面，提供一种锂硫电池，其中，所述锂硫电池包括正极、负极以及位于所述正极与所述负极之间的隔膜，所述负极包括本专利技术如上所述的无锂负极和/或采用本专利技术如上所述的制备方法制备得到的无锂负极。
15、可选地，所述正极包括碳基底以及负载在所述碳基底上的活性混合物，所述活性混合物包括黑磷纳米片、硫化锂和导电剂。
16、可选地，所述活性混合物中，所述硫化锂与所述导电剂的质量比为(0.5-0.7):(0.3-0.5)，所述黑磷纳米片的质量占所述硫化锂与所述导电剂质量和的4％-6％；
17、所述正极中，所述硫化锂在所述碳基底上的负载量为4-12mg/cm2。
18、可选地，所述导电剂包括碳纳米管、炭黑、乙炔黑、还原氧化石墨烯中的至少一种；和/或，
19、所述碳基底包括碳布或碳纸。
20、有益效果：本专利技术中所述的无锂负极中黑磷纳米片层具有良好的亲锂性和锂离子传输能力，作为修饰层，其可以有效诱导锂在第一集流体上的均匀沉积和剥离，抑制“死锂”的产生，使得由此无锂负极制备得到的锂硫电池具有较高的首次库伦效率和较长的循环寿命。
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1.一种无锂负极，其特征在于，所述无锂负极包括第一集流体以及设置在所述第一集流体上的黑磷纳米片层。
2.根据权利要求1所述的无锂负极，其特征在于，所述第一集流体的厚度为15-50μm；和/或，所述第一集流体包括铜箔、镍箔或钛箔。
3.根据权利要求1所述的无锂负极，其特征在于，所述黑磷纳米片层由黑磷纳米片构成；所述无锂负极中，所述黑磷纳米片在所述第一集流体上的负载量为0.4-0.6mg/cm2。
4.一种如权利要求1所述的无锂负极的制备方法，其特征在于，包括步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述施加压力时产生的压强为5-30MPa，所述施加压力的时间为10-20min。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述黑磷纳米片的制备方法包括步骤：
7.一种锂硫电池，其特征在于，所述锂硫电池包括正极、负极以及位于所述正极与所述负极之间的隔膜，所述负极包括权利要求1-3任一项所述的无锂负极和/或采用权利要求4-6任一项所述的制备方法制备得到的无锂负极。
8.根据权利要求7所述的锂
9.根据权利要求8所述的锂硫电池，其特征在于，所述活性混合物中，所述硫化锂与所述导电剂的质量比为(0.5-0.7):(0.3-0.5)，所述黑磷纳米片的质量占所述硫化锂与所述导电剂质量和的4％-6％；
10.根据权利要求8所述的锂流电池，其特征在于，所述导电剂包括碳纳米管、炭黑、乙炔黑、还原氧化石墨烯中的至少一种；和/或，
...【技术特征摘要】
1.一种无锂负极，其特征在于，所述无锂负极包括第一集流体以及设置在所述第一集流体上的黑磷纳米片层。
2.根据权利要求1所述的无锂负极，其特征在于，所述第一集流体的厚度为15-50μm；和/或，所述第一集流体包括铜箔、镍箔或钛箔。
3.根据权利要求1所述的无锂负极，其特征在于，所述黑磷纳米片层由黑磷纳米片构成；所述无锂负极中，所述黑磷纳米片在所述第一集流体上的负载量为0.4-0.6mg/cm2。
4.一种如权利要求1所述的无锂负极的制备方法，其特征在于，包括步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述施加压力时产生的压强为5-30mpa，所述施加压力的时间为10-20min。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述黑磷纳米片的制备方法包括步...
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