正極片待用。
[0037]四層涂敷結(jié)構(gòu)的正極片制備：將納米磷酸鐵鋰與粘接劑、導(dǎo)電劑（以上三種物質(zhì) 的質(zhì)量比例為94:2:4)及溶劑，充分?jǐn)嚢韬蟮玫綕{料4,之后涂覆在上述第三層涂敷層的表 面，冷壓后得到第四層涂敷層厚度為10 Um的四層正極片待用。
[0038] 成品電芯制備：采用金屬鋰片直接接觸補(bǔ)鋰的方式，在上述兩層結(jié)構(gòu)正極片表面 均勻布置一層鋰帶，之后進(jìn)行輥壓，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)上述得到的四層涂層正極片進(jìn)行富鋰，之后 于烘干后的負(fù)極片（活性物質(zhì)為石墨）以及隔離膜卷繞得到裸電芯，使用鋁塑膜為包裝袋 進(jìn)行入袋封裝，之后注液、靜置、化成、整形、除氣后，最終得到成型后的電芯。
[0039] 實(shí)施例3，
[0040] 第一涂敷層正極片制備：將硫-科琴黑復(fù)合物（硫的負(fù)載量為90% )與粘接劑、 導(dǎo)電劑（以上三種物質(zhì)的質(zhì)量比例為94:3:3)及溶劑，充分?jǐn)嚢韬蟮玫綕{料1，之后涂覆在 鋁箔上，冷壓后得到單面涂層厚度為400 ym的正極片待用；
[0041] 兩層涂敷結(jié)構(gòu)的正極片制備：將納米磷酸鐵鋰、硫-導(dǎo)電碳復(fù)合物（硫的負(fù)載量為 50% )與粘接劑、導(dǎo)電劑（以上四種物質(zhì)的質(zhì)量比例為50:44:2:4)及溶劑，充分?jǐn)嚢韬蟮?到漿料2,之后涂覆在上述第一層涂敷層的表面，冷壓后得到第二層涂敷層厚度為2 ym的 兩層正極片待用。
[0042]成品電芯制備：采用金屬鋰粉直接接觸補(bǔ)鋰的方式，在上述兩層結(jié)構(gòu)正極片表面 均勻布置一層鋰粉，之后進(jìn)行輥壓，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)上述得到的兩層涂層正極片進(jìn)行富鋰，之后 于烘干后的負(fù)極片（活性物質(zhì)為石墨）以及隔離膜卷繞得到裸電芯，使用鋁塑膜為包裝袋 進(jìn)行入袋封裝，之后注液、靜置、化成、整形、除氣后，最終得到成型后的電芯。
[0043] 實(shí)施例4，
[0044] 第一涂敷層正極片制備：將硫-科琴黑復(fù)合物（硫的負(fù)載量為90% )與粘接劑、 導(dǎo)電劑（以上三種物質(zhì)的質(zhì)量比例為94:3:3)及溶劑，充分?jǐn)嚢韬蟮玫綕{料1，之后涂覆在 鋁箔上，冷壓后得到單面涂層厚度為35 y m的正極片待用；
[0045] 兩層涂敷結(jié)構(gòu)的正極片制備：將鈷酸鋰、硫-導(dǎo)電碳復(fù)合物（硫的負(fù)載量為50% ) 與粘接劑、導(dǎo)電劑（以上四種物質(zhì)的質(zhì)量比例為50:44:2:4)及溶劑，充分?jǐn)嚢韬蟮玫綕{料 2,之后涂覆在上述第一層涂敷層的表面，冷壓后得到第二層涂敷層厚度為30 ym的兩層正 極片待用。
[0046] 三層涂敷結(jié)構(gòu)的正極片制備：將納米磷酸鐵鋰與粘接劑、導(dǎo)電劑（以上三種物質(zhì) 的質(zhì)量比例為94:2:4)及溶劑，充分?jǐn)嚢韬蟮玫綕{料4,之后涂覆在上述第二層涂敷層的表 面，冷壓后得到第三層涂敷層厚度為I ym的三層正極片待用。
[0047]成品電芯制備：采用金屬鋰粉直接接觸補(bǔ)鋰的方式，在上述三層結(jié)構(gòu)正極片表面 均勻布置一層鋰粉，之后進(jìn)行輥壓，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)上述得到的兩層涂層正極片進(jìn)行富鋰，之后 于烘干后的負(fù)極片（活性物質(zhì)為石墨-硅復(fù)合物）以及隔離膜卷繞得到裸電芯，使用鋁塑 膜為包裝袋進(jìn)行入袋封裝，之后注液、靜置、化成、整形、除氣后，最終得到成型后的電芯。
[0048] 對(duì)本發(fā)明進(jìn)行如下測(cè)試：
[0049] 容量測(cè)試：在35°C環(huán)境中按如下流程對(duì)比較例及實(shí)施例1-實(shí)施例3的電芯進(jìn)行 容量測(cè)試：靜置3min;0. 5C恒流充電至3.8V，恒壓充電至0. 05C;靜置3min;0. 5C恒流放電 至I. 5V得到首次放電容量DO;靜置3min之后完成容量測(cè)試，所得結(jié)果見表1。
[0050] 在35°C環(huán)境中按如下流程對(duì)實(shí)施例4的電芯進(jìn)行容量測(cè)試：靜置3min ;0. 5C恒流 充電至4. 2V，恒壓充電至0. 05C ;靜置3min ;0. 5C恒流放電至I. 5V得到首次放電容量DO ; 靜置3min之后完成容量測(cè)試，所得結(jié)果見表1。
[0051] 循環(huán)測(cè)試：在35°C環(huán)境中按如下流程對(duì)比較例及實(shí)施例1-實(shí)施例3的電芯進(jìn)行 循環(huán)測(cè)試：靜置3min ;0. 5C恒流充電至3. 8V，恒壓充電至0. 05C ;靜置3min ;0. 5C恒流放電 至1.5V得到首次放電容量DO ;靜置3min之后進(jìn)行第二次充電：0. 5C恒流充電至3.8V，恒 壓充電至0. 05C ;靜置3min ;0. 5C恒流放電至I. 5V得到首次放電容量Dl ;之后再循環(huán)298 次得到D299 ;此時(shí)，電芯容量保持率=D299/D0,所得結(jié)果見表1。
[0052] 在35°C環(huán)境中按如下流程對(duì)實(shí)施例4的電芯進(jìn)行循環(huán)測(cè)試：靜置3min ;0. 5C恒流 充電至4. 2V，恒壓充電至0. 05C ;靜置3min ;0. 5C恒流放電至I. 5V得到首次放電容量DO ; 靜置3min之后進(jìn)行第二次充電：0. 5C恒流充電至4. 2V，恒壓充電至0. 05C ;靜置3min ;0. 5C 恒流放電至I. 5V得到首次放電容量Dl ;之后再循環(huán)298次得到D299 ;此時(shí)，電芯容量保持 率=D299/D0,所得結(jié)果見表1。
[0053] 自放電測(cè)試：在RT環(huán)境中按如下流程將各實(shí)施例和比較例做完循環(huán)測(cè)試的電芯 進(jìn)行自放電測(cè)試：靜置3min ;0. 5C恒流充電至3. 0V，恒壓充電至0. 05C ;靜置72h后測(cè)試開 路電壓Vl，之后再靜置72h測(cè)試開路電壓V2,電芯的自放電速率=(V1-V2)/72 (mV/h)，所得 結(jié)果見表1。
[0054] 表1，比較例和各實(shí)施例中電芯的性能表
[0055]
[0056] 由表1可得，本發(fā)明多層結(jié)構(gòu)的鋰硫電池正極片，可以有效的提高電池正極片中 活性物質(zhì)硫的總含量，從而提高電池容量；同時(shí)，表層中硫含量更低，因此其穩(wěn)定性更好，還 能阻隔底層鋰硫化合物的擴(kuò)散，從而改善電池的循環(huán)性能及自放電性能。
[0057] 根據(jù)上述說明書的揭示和教導(dǎo)，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還能夠?qū)ι鲜鰧?shí)施方 式進(jìn)行變更和修改。因此，本發(fā)明并不局限于上述的【具體實(shí)施方式】，凡是本領(lǐng)域技術(shù)人員在 本發(fā)明的基礎(chǔ)上所作出的任何顯而易見的改進(jìn)、替換或變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。此 外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對(duì)本發(fā)明 構(gòu)成任何限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種鋰硫電池電極，由集流體與涂敷層組成，其特征在于： 所述涂敷層具有n層結(jié)構(gòu)，由集流體一側(cè)向涂敷層表面分別為第1層、第2 層......第n層，n為整數(shù)且n彡2 ;每層涂層中硫含量分別為al%，a2%......an%，且 al彡a2彡......彡an ;所述涂敷層中第i層的厚度為hi，且hi彡I ym。2. -種權(quán)利要求1所述的鋰硫電池電極，其特征在于：99. 5 %彡al % >a2 % >......>an% > 0% ;400 u m > hi > 2 u m〇3. -種權(quán)利要求1所述的鋰硫電池電極，其特征在于：所述涂敷層中硫?yàn)閱钨|(zhì)硫或/ 和硫化物。4. 一種權(quán)利要求1所述的鋰硫電池電極，其特征在于：所述涂敷層中還含有導(dǎo)電組分、 粘接組分，以及除硫之外的其他正極活性物質(zhì)。5. -種權(quán)利要求4所述的鋰硫電池電極，其特征在于：所述涂敷層中含有的其他正極 活性物質(zhì)包括鋰鈷氧化物、鋰鎳氧化物、鋰錳氧化物、鋰鐵氧化物、鋰釩氧化物、三元或多元 復(fù)合化合物和聚陰離子正極材料中的至少一種。6. -種權(quán)利要求1所述的鋰硫電池電極的制備方法，其特征在于，主要包括如下步驟： 步驟1，漿料配置：按照硫元素含量在漿料中的固含量比例分別為a 1 %、 a2%......an%，配置得到al、a2......an共n種衆(zhòng)料待用； 步驟2,涂敷：將al、a2......an漿料，依次涂敷在集流體，形成由集流體一側(cè)向涂敷層 表面分別由以al漿料、a2漿料......an漿料制備得到的n層涂層結(jié)構(gòu)，即得到多層鋰硫 電池電極。7. -種權(quán)利要求6所述的鋰硫電池電極的制備方法，其特征在于，步驟1配置的漿 料中，硫在漿料的固含量中的質(zhì)量百分比的關(guān)系為：99. 5%彡al% >a2% >......>an% 多0%〇8. -種權(quán)利要求6所述的鋰硫電池電極的制備方法，其特征在于，步驟2所述的涂敷過 程，為將al、a2......an共n種衆(zhòng)料依次涂敷在集流體上或?yàn)閷l、a2......an共n種衆(zhòng) 料同時(shí)涂敷在集流體上。9. 一種含有權(quán)利要求1所述的鋰硫電池電極的鋰硫電池的制備方法，其特征在于，主 要包括如下步驟：將權(quán)利要求1所述電極與對(duì)電極、隔離膜組裝得到裸電芯，之后入殼/入 袋、化成、整形得到成品鋰硫電池。10. -種權(quán)利要求9所述的鋰硫電池的制備方法，其特征在于，所述對(duì)電極為富鋰電極 或貧鋰電極；且當(dāng)對(duì)電極為貧鋰電極時(shí)，需要采用補(bǔ)鋰技術(shù)對(duì)電極進(jìn)行補(bǔ)鋰。
【專利摘要】本發(fā)明屬于鋰硫電池領(lǐng)域，尤其涉及一種鋰硫電池電極：由集流體與涂敷層組成，所述涂敷層具有n層結(jié)構(gòu)，由集流體一側(cè)向涂敷層表面分別為第1層、第2層......第n層，n為整數(shù)且n≥2；每層涂層中硫含量分別為a1％，a2％......an％，且a1≥a2≥......≥an。由于越靠近電極表層，硫含量越低，嵌鋰后形成的鋰硫化物含量相應(yīng)越低，非硫組份物質(zhì)對(duì)硫化物的固定作用將越強(qiáng)，因此鋰硫化物移動(dòng)到負(fù)極一側(cè)去的難度越大，從而解決達(dá)到解決鋰硫化物溶解于電解液中并擴(kuò)散到負(fù)極一側(cè)的問題。
【IPC分類】H01M10/058, H01M4/139, H01M4/13
【公開號(hào)】CN104993096
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510274573
【發(fā)明人】楊玉潔
【申請(qǐng)人】廣東燭光新能源科技有限公司
【公開日】2015年10月21日
【申請(qǐng)日】2015年5月26日