一種鋰硫蓄電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋰硫蓄電池，包括陽極、陰極、電解質(zhì)以及隔膜，其特征在于：隔膜設(shè)于陰極和陽極之間，將電解質(zhì)分隔為陽極電解質(zhì)和陰極電解質(zhì)并且允許鋰離子通過，隔膜為鋰硫離子膜與纖維素膜結(jié)合而成的復(fù)合膜，纖維素膜為硝酸纖維素膜或醋酸纖維素膜。復(fù)合隔膜中的纖維素膜在鋰硫二次電池中可以阻止多硫化物隨電解液遷移到金屬鋰負極片，抑制“梭現(xiàn)象”，提高鋰硫二次電池的庫倫效率，能延長電池壽命。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及化學(xué)領(lǐng)域，具體地涉及蓄電池，尤其是一種鋰硫蓄電池。 -種鋰硫蓄電池

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著數(shù)碼產(chǎn)品如手機、筆記本電腦等產(chǎn)品的廣泛使用，鋰離子電池以優(yōu)異的性能 在這類產(chǎn)品中得到廣泛應(yīng)用，并在逐步向其他產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展。1992年Sony成功開發(fā)鋰 離子電池。它的實用化，使人們的行動電話、筆記本、計算器等攜帶型電子設(shè)備重量和體積 大大減小。索尼公司發(fā)明的以炭材料為負極，以含鋰的化合物作正極的鋰電池，在充放電過 程中，沒有金屬鋰存在，只有鋰離子，這就是鋰離子電池。當(dāng)對電池進行充電時，電池的正極 上有鋰離子生成，生成的鋰離子經(jīng)過電解液運動到負極。而作為負極的碳呈層狀結(jié)構(gòu)，它有 很多微孔，達到負極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。 同樣，當(dāng)對電池進行放電時（即我們使用電池的過程)，嵌在負極碳層中的鋰離子脫出，又運 動回正極。回正極的鋰離子越多，放電容量越高。我們通常所說的電池容量指的就是放電 容量。在Li-ion的充放電過程中，鋰離子處于從正極一負極一正極的運動狀態(tài)。
[0003] 鋰硫電池是鋰離子電池中的一種，尚處于科研階段。鋰硫電池是以硫元素作為電 池正極的一種鋰離子電池。比容量高達1675mAh/g，遠遠高于商業(yè)上廣泛應(yīng)用的鈷酸鋰電池 的容量（<150mAh/g)。并且硫是一種對環(huán)境友好的元素，對環(huán)境基本沒有污染，是一種非常 有前景的鋰離子電池。
[0004] 鋰硫電池以硫為正極反應(yīng)物質(zhì)，以鋰為負極。放電時負極反應(yīng)為鋰失去電子變?yōu)?鋰離子，正極反應(yīng)為硫與鋰離子及電子反應(yīng)生成硫化物，正極和負極反應(yīng)的電勢差即為鋰 硫電池所提供的放電電壓。在外加電壓作用下，鋰硫電池的正極和負極反應(yīng)逆向進行，即為 充電過程。根據(jù)單位質(zhì)量的單質(zhì)硫完全變?yōu)镾2-所能提供的電量可得出硫的理論放電質(zhì)量 比容量為1675mAh/g，同理可得出單質(zhì)鋰的理論放電質(zhì)量比容量為3860mAh/g。鋰硫電池的 理論放電電壓為2. 287V，當(dāng)硫與鋰完全反應(yīng)生成硫化鋰（Li2S)時。相應(yīng)鋰硫電池的理論放 電質(zhì)量比能量為2600Wh/kg。
[0005] 硫電極的充電和放電反應(yīng)較復(fù)雜，截止2013年對硫電極在充電和放電反應(yīng)中產(chǎn) 生的中間產(chǎn)物還沒有明確的認識。一般認為硫電極的放電過程主要包括兩個步驟，分別對 應(yīng)兩個放電平臺。
[0006] 盡管鋰硫電池有這些優(yōu)點，但還有許多挑戰(zhàn)需要面對。鋰硫電池主要存在三個主 要問題：1、鋰多硫化合物溶于電解液；2、硫作為不導(dǎo)電的物質(zhì)，導(dǎo)電性非常差，不利于電池 的高倍率性能；3、硫在充放電過程中，體積的擴大縮小非常大，有可能導(dǎo)致電池損壞。因此， 以上的三個問題，不管是哪方面的解決，都有助于提高鋰硫電池的性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種鋰硫蓄電池。
[0008] 本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：
【權(quán)利要求】
1. 一種鋰硫蓄電池，包括陽極、陰極、電解質(zhì)以及隔膜，其特征在于：隔膜設(shè)于陰極和 陽極之間，將電解質(zhì)分隔為陽極電解質(zhì)和陰極電解質(zhì)并且允許鋰離子通過，隔膜為鋰硫離 子膜與纖維素膜結(jié)合而成的復(fù)合膜，纖維素膜為硝酸纖維素膜或醋酸纖維素膜。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種鋰硫蓄電池，其特征在于，所述的鋰硫離子膜中的一部分 呈多孔狀，與纖維素膜不接觸。
【文檔編號】H01M2/16GK104124413SQ201310147758
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月25日
【發(fā)明者】付娟妮, 葉文遠, 曾爾曼, 吳昊天, 陳宏宇, 孫怡 申請人:上海萃智科技發(fā)展有限公司, 廈門產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院