CN102208680B - 凝胶电解质及其制备方法、和相应的正极、锂硫电池 - Google Patents
凝胶电解质及其制备方法、和相应的正极、锂硫电池 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102208680B CN102208680B CN201110115473.2A CN201110115473A CN102208680B CN 102208680 B CN102208680 B CN 102208680B CN 201110115473 A CN201110115473 A CN 201110115473A CN 102208680 B CN102208680 B CN 102208680B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lithium
- electrolyte
- gel electrolyte
- carbonate
- inorganic filler
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000011245 gel electrolyte Substances 0.000 title claims abstract description 78
- JDZCKJOXGCMJGS-UHFFFAOYSA-N [Li].[S] Chemical compound [Li].[S] JDZCKJOXGCMJGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 63
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 50
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 claims abstract description 19
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 45
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 43
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 30
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 30
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 27
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 27
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 21
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 19
- QGHDLJAZIIFENW-UHFFFAOYSA-N 4-[1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-(4-hydroxy-3-prop-2-enylphenyl)propan-2-yl]-2-prop-2-enylphenol Chemical group C1=C(CC=C)C(O)=CC=C1C(C(F)(F)F)(C(F)(F)F)C1=CC=C(O)C(CC=C)=C1 QGHDLJAZIIFENW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 18
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 18
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 18
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims description 18
- SIXOAUAWLZKQKX-UHFFFAOYSA-N carbonic acid;prop-1-ene Chemical compound CC=C.OC(O)=O SIXOAUAWLZKQKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 150000004862 dioxolanes Chemical class 0.000 claims description 16
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims description 14
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 13
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 13
- -1 glycol ester Chemical class 0.000 claims description 12
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims description 11
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 claims description 10
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 10
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 claims description 10
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 9
- VAYTZRYEBVHVLE-UHFFFAOYSA-N 1,3-dioxol-2-one Chemical compound O=C1OC=CO1 VAYTZRYEBVHVLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- SJHAYVFVKRXMKG-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-1,3,2-dioxathiolane 2-oxide Chemical compound CC1COS(=O)O1 SJHAYVFVKRXMKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 8
- HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M lithium iodide Chemical compound [Li+].[I-] HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 8
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 claims description 8
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 claims description 8
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 claims description 8
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 claims description 8
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- ORJLWVJIEZZMSJ-UHFFFAOYSA-N N=[S+]F.[Li] Chemical compound N=[S+]F.[Li] ORJLWVJIEZZMSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 claims description 4
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 claims description 4
- NOJZFGZMTUAHLD-UHFFFAOYSA-N [Li].[Cl] Chemical compound [Li].[Cl] NOJZFGZMTUAHLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229930188620 butyrolactone Natural products 0.000 claims description 4
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 4
- 229960001760 dimethyl sulfoxide Drugs 0.000 claims description 4
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol Natural products OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- YQNQTEBHHUSESQ-UHFFFAOYSA-N lithium aluminate Chemical compound [Li+].[O-][Al]=O YQNQTEBHHUSESQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- MHCFAGZWMAWTNR-UHFFFAOYSA-M lithium perchlorate Chemical compound [Li+].[O-]Cl(=O)(=O)=O MHCFAGZWMAWTNR-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 229910001486 lithium perchlorate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910001496 lithium tetrafluoroborate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- WDGKXRCNMKPDSD-UHFFFAOYSA-N lithium;trifluoromethanesulfonic acid Chemical compound [Li].OS(=O)(=O)C(F)(F)F WDGKXRCNMKPDSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 125000005003 perfluorobutyl group Chemical group FC(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)* 0.000 claims description 4
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 claims description 4
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 4
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 claims description 4
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 4
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 125000000383 tetramethylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[*:2] 0.000 claims description 4
- BHZCMUVGYXEBMY-UHFFFAOYSA-N trilithium;azanide Chemical compound [Li+].[Li+].[Li+].[NH2-] BHZCMUVGYXEBMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- UIYCHXAGWOYNNA-UHFFFAOYSA-N vinyl sulfide Chemical compound C=CSC=C UIYCHXAGWOYNNA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- LJEVOGQWWBSDAO-UHFFFAOYSA-M [Li+].P.[SH-].S Chemical compound [Li+].P.[SH-].S LJEVOGQWWBSDAO-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- WRMYKDCNMQENJP-UHFFFAOYSA-N [S-2].[Li+].[B+3].[S-2] Chemical compound [S-2].[Li+].[B+3].[S-2] WRMYKDCNMQENJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- SQYUGEPJYLBEJM-UHFFFAOYSA-N [S-2].[Li+].[Si+4] Chemical compound [S-2].[Li+].[Si+4] SQYUGEPJYLBEJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 2
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 claims description 2
- PAZHGORSDKKUPI-UHFFFAOYSA-N lithium metasilicate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Si]([O-])=O PAZHGORSDKKUPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910001386 lithium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052912 lithium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 2
- 229920001197 polyacetylene Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000128 polypyrrole Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000123 polythiophene Polymers 0.000 claims description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 2
- RIUWBIIVUYSTCN-UHFFFAOYSA-N trilithium borate Chemical compound [Li+].[Li+].[Li+].[O-]B([O-])[O-] RIUWBIIVUYSTCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- TWQULNDIKKJZPH-UHFFFAOYSA-K trilithium;phosphate Chemical compound [Li+].[Li+].[Li+].[O-]P([O-])([O-])=O TWQULNDIKKJZPH-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims 3
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 claims 3
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 15
- 238000003756 stirring Methods 0.000 abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 12
- 239000000376 reactant Substances 0.000 abstract description 7
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 abstract 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 abstract 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 28
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 15
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 14
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 description 11
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910012424 LiSO 3 Inorganic materials 0.000 description 8
- SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N diglyme Chemical compound COCCOCCOC SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N sulfolane Chemical compound O=S1(=O)CCCC1 HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- HCDGVLDPFQMKDK-UHFFFAOYSA-N hexafluoropropylene Chemical group FC(F)=C(F)C(F)(F)F HCDGVLDPFQMKDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000004087 circulation Effects 0.000 description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000022131 cell cycle Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本发明公开了凝胶电解质，包括质量配比为：聚合物基体材料：非水溶剂：无机填料=1：5：0.1～1：20：1，和含有浓度为0.5mol/L～2.0mol/L的电解质锂盐的电解液；还公开了用该凝胶电解质的制备是在惰性气氛中，将聚合物基体材料、非水溶剂、无机填料和含有电解质锂盐的电解液混合，在40～90℃下，搅拌混合溶液至溶解；并公开了利用该凝胶电解质制备的正极、锂硫电池；本发明提供的凝胶电解质离子电导率高、并且可避免硫正极和反应物的溶解，含有该凝胶电解质的锂硫电池循环性能较好；并且该方法工艺简单、无需大量的萃取溶剂、安全环保，有利于大规模工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及电解质制备及锂硫电池领域的技术，特别一种可改善锂硫电池循环特性的凝胶电解质及其制备方法，以及含有这种电解质的正极和锂硫电池。
背景技术
近年来，随着可移动电子设备向小型、轻便、密集和薄型化的方向发展，对电池的能量密度提出更高的要求。与其它电池相比，锂硫电池在能量密度方面有更好的优势：用作负极活性物质的锂的能量密度为3830mAh/g；而正极活性物质的硫（S8）的能量密度为1675mAh/g，并且这些材料价格便宜、环境友好。
然而，锂硫电池至今未得到大规模的应用，其原因是：一方面，与加入的硫相比，电池中用在电化学还原/氧化的硫的量非常低，即硫的利用非常低，以至于当硫做正极活性物质时，电池的容量非常低；另一方面，在氧化还原反应期间，单质硫以及反应后的小分子产物易溶于电解液中并沉积，以致不能再参与电化学反应，结果导致电池的循环性能变差。
对于锂硫电池来说，电解质的性能尤为重要，为了改善电池的循环性能，各个研究机构把研究重点都放在电解质上，比如：公开日为2002年02月20日，专利号为01132527.5的中国专利文献公开了采用弱极性组（介电常数小于15）和强极性组（介电常数大于15）的电解质；公开日为2002年02月13日，专利号为01132525.9的中国专利文献公开了采用硫溶解度在20mM以上的第一组分溶剂和硫溶解度在20mM以下的第二组分溶剂的电解质。以上方法可在一定程度上减缓硫以及反应物溶于电解质，但不能完全避免硫及反应物的溶解，电池的循环性能未得到显著的提高。凝胶电解质呈现出一种半固、半液状态，游离的液体很少，可缓解硫及反应物溶于电解液，如公开日为2007年7月25日，专利号为200610064378.3的中国专利文献公开了萃取法制备凝胶型电解质，但该方法存在一定的缺陷：首先，萃取过程中溶剂很难完全挥发，残留的痕量溶液将影响电池的循环性能；其次，萃取工艺复杂并且有一定的毒性，不利于工业化生产。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中正极硫和反应物易溶于液态电解质中，导致电池循环性能差的缺陷，提供一种凝胶电解质与制备方法，以及循环性能好的锂硫电池，该凝胶电解质具有半固态性以及凝胶孔隙中含有一定的液态电解质，不仅可避免硫正极和反应物的溶解，而且离子电导率也大大的提高，采用该电解质的锂硫电池，循环性能大大提高。
本发明的技术方案如下：
一种凝胶电解质，其特征在于包括质量配比如下的组分：
聚合物基体材料：非水溶剂：无机填料=1：5：0.1～1：20：1，和含有浓度为0.5mol/L～2.0mol/L的电解质锂盐的电解液。
所述凝胶电解质溶液的制备方法如下：
首先在惰性气氛中，将聚合物基体材料、非水溶剂、无机填料和含有电解质锂盐的电解液混合，在40～90℃下，温度优选65～75℃，搅拌混合溶液至溶解。
所述惰性气氛为本领域共知的任何惰性气体，包括氩气、氮气。
一种正极，所述正极包括集流体、负载在集流体上的正极材料，其特征在于：正极表面涂覆有凝胶电解质，所述凝胶电解质包括的组分的质量配比为：聚合物基体材料：非水溶剂：无机填料=1：5：0.1～1：20：1，和含有电解质锂盐的电解液；
所述涂覆是指在惰性气氛中，将凝胶电解质溶液均匀涂覆在正极表面，涂覆厚度为10微米～150微米，优选50～80微米。
一种锂硫电池，包括电池壳和极芯，极芯密封包覆于电池壳内，所述极芯包括正极、电解质、负极和位于正极与负极之间的隔膜，其特征在于：所述电解质为凝胶电解质，包括质量配比如下的组分：
聚合物基体材料：非水溶剂：无机填料=1：5：0.1～1：20：1，和含有电解质锂盐的电解液；
所述聚合物基体材料为聚氧化乙烯（PEO）、聚丙烯腈（PAN）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、聚乙酸乙酯（PVAC）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚丙烯酸乙二醇酯（PEGDA）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚二乙烯基硫（PVS）以及它们的共聚物、衍生物其中的一种或多种的任意比例；
所述非水溶剂为碳酸乙烯酯（EC）、碳酸丙烯酯（PC）、碳酸丁烯酯（BC）、γ～丁内酯（γ～BL）、碳酸亚乙烯酯（VC）、亚硫酸丙烯酯（PS）、碳酸二甲酯（DMC）、碳酸二乙酯（DEC）、碳酸甲乙酯（EMC）、二甲亚砜（DMSO）、N,N～二甲基甲酰胺（DMF）、乙腈（AN）、二氧戊环（DOL）中的一种或多种的任意比例；
所述无机填料包括二氧化硅、三氧化二铝、氧化钛、氧化锆、氮化硅、碳化硅中的一种或多种，无机填料的粒径为30～100纳米；
所述电解质锂盐为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、高氯酸锂、三氟甲基磺酸锂、全氟丁基磺酸锂、铝酸锂、氯铝酸锂、氟代磺酰亚胺锂、氯化锂和碘化锂中的一种或多种的任意比例；
所述电解质锂盐的浓度为0.5mol/L～2.0mol/L；
所述隔膜选自本领域技术人员共知的锂离子电池所用的各种隔膜层，包括聚丙烯微多孔膜（PP）、聚乙烯微多孔膜（PE）、玻璃纤维毡或PP/PE/PP。作为一种优选的实施方法，所述隔膜为PP/PE/PP；
所述负极为锂箔或合金锂，也可以是在锂金属表面（即锂箔或合金锂的表面）上的无机保护层、有机保护层或混合层；无机保护层可以为Mg、Al、B、C、Sn、Pb、Si、硅酸锂、氮化锂（LiN）、硼酸锂、磷酸锂、硅硫化锂、硼硫化锂或磷硫化锂其中的任意一种；有机保护层可以是导电性单体、低聚物或聚合物其中的任意一种，该聚合物选自聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩其中的任意一种；混合层是指同时含有无机涂层和有机涂层。
所述正极包括集流体、负载在集流体上的正极材料以及涂覆在正极表面的凝胶电解质，所述凝胶电解质为上述凝胶电解质；所述涂覆是指在惰性气氛中，将凝胶电解质溶液均匀涂覆在正极表面，涂覆厚度为10微米～150微米，优选50～80微米。
所述锂硫电池采用高温储存，储存温度为40～90℃，优选下60～80℃；储存时间为3～24小时，优选8～15小时。
本发明的有益效果如下：
本发明提供的凝胶电解质离子电导率高、可显著的减少避免硫正极和反应物的溶解，含有该凝胶电解质的锂硫电池循环性能较好；并且该方法工艺简单、无需大量的萃取溶剂、安全环保，有利于大规模工业化生产。
具体实施方式
实施例1
凝胶电解质溶液：在流动的氮气气氛中，将数均分子量为6.0×105的聚偏氟乙烯～六氟丙烯（PVDF～HFP，其中HFP含量为10%）、粒径为50纳米的二氧化硅和含有1.0mol/L的六氟磷酸锂的溶剂（碳酸丙烯酯与碳酸二乙酯）以质量比1：0.5：（3+7）混合，在75℃下搅拌直至溶解。
正极：在氮气气氛中，将上述凝胶电解质溶液均匀的涂覆在正极表面，涂覆厚度为80微米。
锂硫电池：用上述涂覆有凝胶电解质的正极，用130微米的锂箔做负极，20微米的PE多孔膜为隔膜，在湿度受控的手套箱中制备扣式电池。锂硫电池的制备方法可以为本领域的技术人员所公知的方法。
高温储存：将上述锂硫电池在75℃下储能12小时。
对比制备：
采用上述正极还可以制备锂硫电池，不同之处是注入电解液1M LiSO3CF3的1,3～二氧戊环/二甘醇二甲醚/环丁砜/二甲氧基乙烷（体积比50/20/10/20），并且电池不采用高温储存。
实施例2
凝胶电解质溶液：在流动的氮气气氛中，将数均分子量为6.0×105的聚氧化乙烯（PEO）、粒径为50纳米的二氧化硅和含有1.0mol/L的六氟磷酸锂的溶剂（碳酸丙烯酯与碳酸二乙酯）以质量比1：0.5：（3+7）混合，在75℃下搅拌直至溶解。
正极：在氮气气氛中，将上述凝胶电解质溶液均匀的涂覆在正极表面，涂覆厚度为10微米。
锂硫电池：用上述涂覆有凝胶电解质的正极，用130微米的锂箔做负极，20微米的PE多孔膜为隔膜，在湿度受控的手套箱中制备扣式电池。
高温储存：将上述锂硫电池在75℃下储能12小时。
对比制备：
采用上述相同的正极还可制备锂硫电池，不同之处是注入电解液1M LiSO3CF3的1,3～二氧戊环/二甘醇二甲醚/环丁砜/二甲氧基乙烷（体积比50/20/10/20），并且电池不采用高温储存。
实施例3
凝胶电解质溶液：在流动的氮气气氛中，将数均分子量为6.0×105的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、粒径为50纳米的二氧化硅和含有1.0mol/L的六氟磷酸锂的溶剂（碳酸丙烯酯与碳酸二乙酯）以质量比1：0.5：（3+7）混合，在75℃下搅拌直至溶解。
正极：在氮气气氛中，将上述凝胶电解质溶液均匀的涂覆在正极表面，涂覆厚度为150微米。
锂硫电池：用上述涂覆有凝胶电解质的正极，用130微米的锂箔做负极，20微米的PE多孔膜为隔膜，在湿度受控的手套箱中制备扣式电池。
高温储存：将上述锂硫电池在75℃下储能12小时。
对比制备：
采用上述相同的正极还可制备锂硫电池，不同之处是注入电解液1M LiSO3CF3的1,3～二氧戊环/二甘醇二甲醚/环丁砜/二甲氧基乙烷（体积比50/20/10/20），并且电池不采用高温储存。
实施例4
凝胶电解质溶液：在流动的氮气气氛中，将数均分子量为6.0×105的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、粒径为40纳米的三氧化二铝和含有0.8mol/L的六氟磷酸锂的溶剂（碳酸丙烯酯与碳酸二乙酯）以质量比1：0.5：（4+6）混合，在80℃下搅拌直至溶解。
正极：在氮气气氛中，将上述凝胶电解质溶液均匀的涂覆在正极表面，涂覆厚度为50微米。
锂硫电池：用上述涂覆有凝胶电解质的正极，用130微米的锂箔做负极，20微米的PE多孔膜为隔膜，在湿度受控的手套箱中制备扣式电池。
高温储存：将上述锂硫电池在75℃下储能12小时。
对比制备：
采用上述相同的正极还可制备锂硫电池，不同之处是注入电解液1M LiSO3CF3的1,3～二氧戊环/二甘醇二甲醚/环丁砜/二甲氧基乙烷（体积比50/20/10/20），并且电池不采用高温储存。
实施例5
凝胶电解质溶液：在流动的氮气气氛中，将数均分子量为6.0×105的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、粒径为50纳米的二氧化硅和含有1.0mol/L的六氟磷酸锂的溶剂（碳酸乙烯酯与碳酸二甲酯）以质量比1：0.5：（2+10）混合，在75℃下搅拌直至溶解。
正极：在氮气气氛中，将上述凝胶电解质溶液均匀的涂覆在正极表面，涂覆厚度为80微米。
锂硫电池：用上述涂覆有凝胶电解质的正极，用130微米的锂箔做负极，20微米的PE多孔膜为隔膜，在湿度受控的手套箱中制备扣式电池。
高温储存：将上述锂硫电池在80℃下储能20小时。
对比制备：
采用上述相同的正极还可制备锂硫电池，不同之处是注入电解液1M LiSO3CF3的1,3～二氧戊环/二甘醇二甲醚/环丁砜/二甲氧基乙烷（体积比50/20/10/20），并且电池不采用高温储存。
实施例6
凝胶电解质溶液：在流动的氮气气氛中，将数均分子量为4.0×105的聚偏氟乙烯～六氟丙烯（PVDF～HFP，其中HFP含量为10%）、粒径为50纳米的二氧化硅和含有1.2mol/L的六氟磷酸锂的溶剂（碳酸丙烯酯与碳酸二乙酯）以质量比1：0.4：（3+7）混合，在65℃下搅拌直至溶解。
正极：在氮气气氛中，将上述凝胶电解质溶液均匀的涂覆在正极表面，涂覆厚度为80微米。
锂硫电池：用上述涂覆有凝胶电解质的正极，用130微米的锂箔做负极，20微米的PE多孔膜为隔膜，在湿度受控的手套箱中制备扣式电池。
高温储存：将上述锂硫电池在90℃下储能24小时。
对比制备：
采用上述相同的正极还可制备锂硫电池，不同之处是注入电解液1M LiSO3CF3的1,3～二氧戊环/二甘醇二甲醚/环丁砜/二甲氧基乙烷（体积比50/20/10/20），并且电池不采用高温储存。
实施例7
凝胶电解质溶液：在流动的氮气气氛中，将数均分子量为3.0×105的聚氧化乙烯（PEO）、粒径为50纳米的氧化钛和含有1.0mol/L的六氟磷酸锂的溶剂（碳酸丙烯酯与碳酸二乙酯）以质量比1：0.5：（3+5）混合，在75℃下搅拌直至溶解。
正极：在氮气气氛中，将上述凝胶电解质溶液均匀的涂覆在正极表面，涂覆厚度为80微米。
锂硫电池：用上述涂覆有凝胶电解质的正极，用130微米的锂箔做负极，20微米的PE多孔膜为隔膜，在湿度受控的手套箱中制备扣式电池。
高温储存：将上述锂硫电池在40℃下储能24小时。
对比制备：
采用上述相同的正极还可制备锂硫电池，不同之处是注入电解液1M LiSO3CF3的1,3～二氧戊环/二甘醇二甲醚/环丁砜/二甲氧基乙烷（体积比50/20/10/20），并且电池不采用高温储存。
实施例8
凝胶电解质溶液：在流动的氮气气氛中，将数均分子量为4.0×105的聚氧化乙烯（PEO）、粒径为100纳米的氧化钛和含有1.0mol/L的六氟磷酸锂的溶剂（碳酸丙烯酯与碳酸二乙酯）以质量比1：0.2：（3+8）混合，在75℃下搅拌直至溶解。
正极：在氮气气氛中，将上述凝胶电解质溶液均匀的涂覆在正极表面，涂覆厚度为80微米。
锂硫电池：用上述涂覆有凝胶电解质的正极，用130微米的锂箔做负极，20微米的PE多孔膜为隔膜，在湿度受控的手套箱中制备扣式电池。
高温储存：将上述锂硫电池在60℃下储能8小时。
对比制备：
采用上述相同的正极还可制备锂硫电池，不同之处是注入电解液1M LiSO3CF3的1,3～二氧戊环/二甘醇二甲醚/环丁砜/二甲氧基乙烷（体积比50/20/10/20），并且电池不采用高温储存。
实施例9
凝胶电解质溶液：在流动的氮气气氛中，将数均分子量为6.0×105的聚偏氟乙烯～六氟丙烯（PVDF～HFP，其中HFP含量为10%）、粒径为50纳米的二氧化硅和含有1.0mol/L的六氟磷酸锂的溶剂（碳酸丙烯酯与碳酸二乙酯）以质量比1：0.1：（3+2）混合，在70℃下搅拌直至溶解。
正极：在氮气气氛中，将上述凝胶电解质溶液均匀的涂覆在正极表面，涂覆厚度为40微米。
锂硫电池：用上述涂覆有凝胶电解质的正极，用130微米的锂箔做负极，20微米的PE多孔膜为隔膜，在湿度受控的手套箱中制备扣式电池。锂硫电池的制备方法可以为本领域的技术人员所公知的方法。
高温储存：将上述锂硫电池在75℃下储能12小时。
实施例10
凝胶电解质溶液：在流动的氮气气氛中，将数均分子量为6.0×105的聚偏氟乙烯～六氟丙烯（PVDF～HFP，其中HFP含量为10%）、粒径为50纳米的二氧化硅和含有1.0mol/L的六氟磷酸锂的溶剂（碳酸丙烯酯与碳酸二乙酯）以质量比1：0.8：（12+8）混合，在80℃下搅拌直至溶解。
正极：在氮气气氛中，将上述凝胶电解质溶液均匀的涂覆在正极表面，涂覆厚度为70微米。
锂硫电池：用上述涂覆有凝胶电解质的正极，用130微米的锂箔做负极，20微米的PE多孔膜为隔膜，在湿度受控的手套箱中制备扣式电池。锂硫电池的制备方法可以为本领域的技术人员所公知的方法。
高温储存：将上述锂硫电池在75℃下储能3小时。
实施例11
凝胶电解质溶液：在流动的氮气气氛中，将数均分子量为6.0×105的聚偏氟乙烯～六氟丙烯（PVDF～HFP，其中HFP含量为10%）、粒径为50纳米的二氧化硅和含有1.0mol/L的六氟磷酸锂的溶剂（碳酸丙烯酯与碳酸二乙酯）以质量比1： 1：（12+8）混合，在40℃下搅拌直至溶解。
正极：在氮气气氛中，将上述凝胶电解质溶液均匀的涂覆在正极表面，涂覆厚度为100微米。
锂硫电池：用上述涂覆有凝胶电解质的正极，用130微米的锂箔做负极，20微米的PE多孔膜为隔膜，在湿度受控的手套箱中制备扣式电池。锂硫电池的制备方法可以为本领域的技术人员所公知的方法。
高温储存：将上述锂硫电池在75℃下储能6小时。
实施例12
凝胶电解质溶液：在流动的氮气气氛中，将数均分子量为6.0×105的聚偏氟乙烯～六氟丙烯（PVDF～HFP，其中HFP含量为10%）、粒径为50纳米的二氧化硅和含有1.0mol/L的六氟磷酸锂的溶剂（碳酸丙烯酯与碳酸二乙酯）以质量比1： 1：（12+8）混合，在90℃下搅拌直至溶解。
正极：在氮气气氛中，将上述凝胶电解质溶液均匀的涂覆在正极表面，涂覆厚度为120微米。
锂硫电池：用上述涂覆有凝胶电解质的正极，用130微米的锂箔做负极，20微米的PE多孔膜为隔膜，在湿度受控的手套箱中制备扣式电池。锂硫电池的制备方法可以为本领域的技术人员所公知的方法。
高温储存：将上述锂硫电池在75℃下储能12小时。
实施例13
凝胶电解质溶液：在流动的氮气气氛中，将数均分子量为3.0×105的聚氧化乙烯（PEO）、粒径为30纳米的氧化钛和含有0.5mol/L的六氟磷酸锂的溶剂（碳酸丙烯酯与碳酸二乙酯）以质量比1：0.5：（3+5）混合，在75℃下搅拌直至溶解。
正极：在氮气气氛中，将上述凝胶电解质溶液均匀的涂覆在正极表面，涂覆厚度为80微米。
锂硫电池：用上述涂覆有凝胶电解质的正极，用130微米的锂箔做负极，20微米的PE多孔膜为隔膜，在湿度受控的手套箱中制备扣式电池。
高温储存：将上述锂硫电池在75℃下储能15小时。
实施例14
凝胶电解质溶液：在流动的氮气气氛中，将数均分子量为3.0×105的聚氧化乙烯（PEO）、粒径为100纳米的氧化钛和含有2.0mol/L的六氟磷酸锂的溶剂（碳酸丙烯酯与碳酸二乙酯）以质量比1：0.5：（3+5）混合，在60℃下搅拌直至溶解。
正极：在氮气气氛中，将上述凝胶电解质溶液均匀的涂覆在正极表面，涂覆厚度为80微米。
锂硫电池：用上述涂覆有凝胶电解质的正极，用130微米的锂箔做负极，20微米的PE多孔膜为隔膜，在湿度受控的手套箱中制备扣式电池。
高温储存：将上述锂硫电池在75℃下储能15小时。
电化学性能测试：室温下，将实施例1—8和对比制备1—8制得的锂硫电池以0.2mAh/cm2充电，上限电压2.8V；以0.5 mAh/cm2放电，下限电压1.5V，一次充放电过程为一个循环，记录第一次放电容量，并计算比容量。在50、100个循环以后，测定电池的容量，并计算容量剩余率，如表1所示。
表1
| 50次循环后容量剩余率（%） | 100次循环后容量剩余率（%） | |
| 实施例1 | 84 | 70 |
| 对比制备1 | 74 | 55 |
| 实施例2 | 85 | 74 |
| 对比制备2 | 65 | 52 |
| 实施例3 | 83 | 80 |
| 对比制备3 | 59 | 49 |
| 实施例4 | 82 | 75 |
| 对比制备4 | 54 | 40 |
| 实施例5 | 80 | 74 |
| 对比制备5 | 61 | 44 |
| 实施例6 | 80 | 70 |
| 对比制备6 | 55 | 40 |
| 实施例7 | 75 | 68 |
| 对比制备7 | 62 | 42 |
| 实施例8 | 79 | 68 |
| 对比制备8 | 52 | 42 |
| 实施例9 | 75 | 70 |
| 实施例10 | 81 | 72 |
| 实施例11 | 86 | 74 |
| 实施例12 | 72 | 66 |
| 实施例13 | 78 | 71 |
| 实施例14 | 70 | 65 |
从实施例1—14和对比制备1—8可以看出，含有凝胶电解质的电池循环性能明显优于采用液态电解质的电池。
Claims (10)
1.一种凝胶电解质，其特征在于：包括质量配比如下的组分：
聚合物基体材料：非水溶剂：无机填料=1：5：0.1～1：20：1；
和含有浓度为0.5mol/L～2.0mol/L的电解质锂盐的电解液；聚合物基体材料：非水溶剂：无机填料=1：5：0.1～1：20：1，和含有电解质锂盐的电解液；
其中，聚合物基体材料为聚氧化乙烯（PEO）、聚丙烯腈（PAN）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、聚乙酸乙酯（PVAC）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚丙烯酸乙二醇酯（PEGDA）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚二乙烯基硫（PVS）以及它们的共聚物、衍生物其中的一种或多种；
所述非水溶剂为碳酸乙烯酯（EC）、碳酸丙烯酯（PC）、碳酸丁烯酯（BC）、γ～丁内酯（γ～BL）、碳酸亚乙烯酯（VC）、亚硫酸丙烯酯（PS）、碳酸二甲酯（DMC）、碳酸二乙酯（DEC）、碳酸甲乙酯（EMC）、二甲亚砜（DMSO）、N,N～二甲基甲酰胺（DMF）、乙腈（AN）、二氧戊环（DOL）中的一种或多种；
所述无机填料包括二氧化硅、三氧化二铝、氧化钛、氧化锆、氮化硅、碳化硅中的一种或多种，无机填料的粒径为30～100纳米；
所述电解质锂盐为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、高氯酸锂、三氟甲基磺酸锂、全氟丁基磺酸锂、铝酸锂、氯铝酸锂、氟代磺酰亚胺锂、氯化锂和碘化锂中的一种或多种；
所述电解质锂盐的浓度为0.5mol/L～2.0mol/L。
2.制备权利要求1所述凝胶电解质的制备方法，其特征在于：
在惰性气氛中，将聚合物基体材料、非水溶剂、无机填料和含有电解质锂盐的电解液混合，在40～90℃下，搅拌混合溶液至溶解。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：将所述40～90℃缩小温度范围为65～75℃。
4.采用权利要求1所述的凝胶电解质制备正极，该正极包括集流体、负载在集流体上的正极材料，其特征在于：正极表面涂覆有凝胶电解质，所述凝胶电解质包括的组分的质量配比为：聚合物基体材料：非水溶剂：无机填料=1：5：0.1～1：20：1，和含有电解质锂盐的电解液；
其中，聚合物基体材料为聚氧化乙烯（PEO）、聚丙烯腈（PAN）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、聚乙酸乙酯（PVAC）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚丙烯酸乙二醇酯（PEGDA）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚二乙烯基硫（PVS）以及它们的共聚物、衍生物其中的一种或多种；
所述非水溶剂为碳酸乙烯酯（EC）、碳酸丙烯酯（PC）、碳酸丁烯酯（BC）、γ～丁内酯（γ～BL）、碳酸亚乙烯酯（VC）、亚硫酸丙烯酯（PS）、碳酸二甲酯（DMC）、碳酸二乙酯（DEC）、碳酸甲乙酯（EMC）、二甲亚砜（DMSO）、N,N～二甲基甲酰胺（DMF）、乙腈（AN）、二氧戊环（DOL）中的一种或多种；
所述无机填料包括二氧化硅、三氧化二铝、氧化钛、氧化锆、氮化硅、碳化硅中的一种或多种，无机填料的粒径为30～100纳米；
所述电解质锂盐为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、高氯酸锂、三氟甲基磺酸锂、全氟丁基磺酸锂、铝酸锂、氯铝酸锂、氟代磺酰亚胺锂、氯化锂和碘化锂中的一种或多种；
所述电解质锂盐的浓度为0.5mol/L～2.0mol/L。
5.根据权利要求4所述的正极，其特征在于：所述涂覆是指在惰性气氛中，将凝胶电解质溶液均匀涂覆在正极表面，涂覆厚度为10微米～150微米。
6.根据权利要求5所述的正极，其特征在于：所述涂覆厚度为50～80微米。
7.采用权利要求1所述的凝胶电解质制备的一种锂硫电池，包括电池壳和极芯，极芯密封包覆于电池壳内，所述极芯包括正极、电解质、负极和位于正极与负极之间的隔膜，其特征在于：所述电解质为凝胶电解质，包括质量配比如下的组分：
聚合物基体材料：非水溶剂：无机填料=1：5：0.1～1：20：1，和含有电解质锂盐的电解液；
所述聚合物基体材料为聚氧化乙烯（PEO）、聚丙烯腈（PAN）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、聚乙酸乙酯（PVAC）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚丙烯酸乙二醇酯（PEGDA）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚二乙烯基硫（PVS）以及它们的共聚物、衍生物其中的一种或多种；
所述非水溶剂为碳酸乙烯酯（EC）、碳酸丙烯酯（PC）、碳酸丁烯酯（BC）、γ～丁内酯（γ～BL）、碳酸亚乙烯酯（VC）、亚硫酸丙烯酯（PS）、碳酸二甲酯（DMC）、碳酸二乙酯（DEC）、碳酸甲乙酯（EMC）、二甲亚砜（DMSO）、N,N～二甲基甲酰胺（DMF）、乙腈（AN）、二氧戊环（DOL）中的一种或多种；
所述无机填料包括二氧化硅、三氧化二铝、氧化钛、氧化锆、氮化硅、碳化硅中的一种或多种，无机填料的粒径为30～100纳米；
所述电解质锂盐为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、高氯酸锂、三氟甲基磺酸锂、全氟丁基磺酸锂、铝酸锂、氯铝酸锂、氟代磺酰亚胺锂、氯化锂和碘化锂中的一种或多种；
所述电解质锂盐的浓度为0.5mol/L～2.0mol/L；
所述隔膜采用聚丙烯微多孔膜（PP）、聚乙烯微多孔膜（PE）、玻璃纤维毡或PP/PE/PP中的一种；
所述负极为锂箔或合金锂，或者是在锂金属表面上的无机保护层、有机保护层或混合层；无机保护层为Mg、Al、B、C、Sn、Pb、Si、硅酸锂、氮化锂（LiN）、硼酸锂、磷酸锂、硅硫化锂、硼硫化锂或磷硫化锂其中的任意一种；有机保护层是导电性单体、低聚物或聚合物其中的任意一种，该聚合物选自聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩其中的任意一种；混合层是指同时含有无机涂层和有机涂层。
8.根据权利要求7所述的锂硫电池，其特征在于：所述正极包括集流体、负载在集流体上的正极材料以及涂覆在正极表面的凝胶电解质，所述凝胶电解质为上述凝胶电解质；所述涂覆是指在惰性气氛中，将凝胶电解质溶液均匀涂覆在正极表面，涂覆厚度为10微米～150微米。
9.根据权利要求8所述的锂硫电池，其特征在于：所述锂硫电池采用高温储存，储存温度为40～90℃，储存时间为3～24小时。
10.根据权利要求9所述的锂硫电池，其特征在于：所述锂硫电池的储存温度为60～80℃，储存时间为8～15小时。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110115473.2A CN102208680B (zh) | 2011-05-05 | 2011-05-05 | 凝胶电解质及其制备方法、和相应的正极、锂硫电池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110115473.2A CN102208680B (zh) | 2011-05-05 | 2011-05-05 | 凝胶电解质及其制备方法、和相应的正极、锂硫电池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102208680A CN102208680A (zh) | 2011-10-05 |
| CN102208680B true CN102208680B (zh) | 2014-07-02 |
Family
ID=44697398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201110115473.2A Active CN102208680B (zh) | 2011-05-05 | 2011-05-05 | 凝胶电解质及其制备方法、和相应的正极、锂硫电池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102208680B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109585917A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-04-05 | 广东永邦新能源股份有限公司 | 一种聚合物电解质及其制备方法和包括该聚合物电解质的电池 |
Families Citing this family (39)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103456995A (zh) * | 2012-05-31 | 2013-12-18 | 海洋王照明科技股份有限公司 | 一种纳米粒子改性聚氧化乙烯基凝胶聚合物电解质的制备方法 |
| CN103515657B (zh) * | 2012-06-25 | 2017-06-27 | 苏州宝时得电动工具有限公司 | 电池 |
| CN103840204A (zh) * | 2012-11-27 | 2014-06-04 | 海洋王照明科技股份有限公司 | 凝胶聚合物电解质及其制备方法 |
| CN103855349B (zh) * | 2012-12-04 | 2016-01-13 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种锂硫电池用隔膜 |
| CN103904329B (zh) * | 2012-12-27 | 2016-12-28 | 清华大学 | 锂离子电池 |
| US8974946B2 (en) * | 2013-03-15 | 2015-03-10 | Gm Global Technology Operations | Coating for separator or cathode of lithium—sulfur or silicon—sulfur battery |
| CN104078632A (zh) * | 2013-03-26 | 2014-10-01 | 深圳市艾利奇科技有限公司 | 一种聚合物锂离子电池隔膜 |
| CN104143614B (zh) * | 2013-05-09 | 2017-02-08 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种锂硫电池 |
| CN107978792A (zh) * | 2013-05-24 | 2018-05-01 | 苏州宝时得电动工具有限公司 | 锂二次电池 |
| CN103489644B (zh) * | 2013-09-13 | 2017-02-01 | 北京航空航天大学 | 碘基聚合物凝胶电解质及其制备方法 |
| CN103647107B (zh) * | 2013-11-28 | 2016-02-03 | 中国东方电气集团有限公司 | 用于全固态锂离子电池的电解质膜及其制备方法 |
| CN105789694A (zh) * | 2014-12-15 | 2016-07-20 | 中国电子科技集团公司第十八研究所 | 锂硫电池用凝胶电解液的制备方法 |
| CN105576290B (zh) * | 2016-03-02 | 2018-04-10 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种阻隔聚硫离子穿梭效应的单离子凝胶电解质的制备方法 |
| CN105742719B (zh) * | 2016-03-31 | 2019-04-26 | 成都国珈星际固态锂电科技有限公司 | 聚合物锂离子电池的制备方法 |
| CN105720300B (zh) * | 2016-03-31 | 2019-06-21 | 成都国珈星际固态锂电科技有限公司 | 凝胶聚合物锂离子电池及其制备方法，及电动车 |
| CN106633546B (zh) * | 2016-12-15 | 2018-12-04 | 东华大学 | 一种电致变色用准固态电解质薄膜及其制备和应用 |
| CN108269968A (zh) * | 2016-12-30 | 2018-07-10 | 香港科技大学深圳研究院 | 用于可再充电电池的电极复合物及可再充电电池 |
| CN108933286B (zh) * | 2017-05-26 | 2020-11-06 | 北京师范大学 | 一种含有环状醚类化合物的可凝胶化体系及其制备方法和应用 |
| JP7173616B2 (ja) | 2017-05-26 | 2022-11-16 | 北京▲師▼▲範▼大学 | エーテル系化合物を含むゲル化可能な体系及びその製造方法並びに応用 |
| CN110679008B (zh) * | 2017-06-02 | 2022-09-20 | 纳米技术仪器公司 | 形状适形的碱金属-硫电池 |
| FR3073982B1 (fr) * | 2017-11-20 | 2019-12-13 | Blue Solutions | Utilisation d'un melange de sels a titre d'additif dans une batterie au lithium gelifiee |
| CN107834104B (zh) * | 2017-12-12 | 2020-08-21 | 清陶（昆山）能源发展有限公司 | 一种复合固态电解质及其制备方法以及在全固态锂电池中的应用 |
| CN107834105B (zh) * | 2017-12-14 | 2021-04-06 | 清陶（昆山）能源发展有限公司 | 一种新型高安全锂离子电池及其制备工艺 |
| CN108336402B (zh) * | 2018-05-13 | 2020-07-07 | 清陶（昆山）能源发展有限公司 | 一种陶瓷基复合固态电解质及其制备方法 |
| CN108878968A (zh) * | 2018-06-25 | 2018-11-23 | 江苏大学 | 一种基于凹凸棒或硅灰石的有机/无机复合固态电解质 |
| KR20210056395A (ko) * | 2018-09-10 | 2021-05-18 | 에보니크 오퍼레이션즈 게엠베하 | 겔화된 전해질 및 그의 제조 방법 |
| CN109768323B (zh) * | 2018-12-05 | 2022-02-15 | 湖州天丰电源有限公司 | 一种全固态锂金属-硫电池及其制备方法 |
| CN109585911A (zh) * | 2018-12-19 | 2019-04-05 | 深圳大学 | 一种固态电解质及其制备方法、应用 |
| WO2020230847A1 (ja) * | 2019-05-14 | 2020-11-19 | マツダ株式会社 | リチウムイオン二次電池 |
| CN110828890B (zh) * | 2019-09-26 | 2022-12-27 | 湖南工业大学 | 一种具有室温高离子电导率的聚合物基固态电解质的制备方法 |
| CN110690496B (zh) * | 2019-10-24 | 2023-04-18 | 西南大学 | 一种pfsa-k固态复合电解质隔膜及其制备方法和应用 |
| CN111196888B (zh) * | 2020-01-06 | 2020-12-11 | 浙江大学 | 掺杂改性粒子的凝胶聚合物电解质及其制备方法和应用 |
| CN111224155A (zh) * | 2020-02-27 | 2020-06-02 | 中航锂电技术研究院有限公司 | 可凝胶体系、凝胶态/固态电解质、锂硫电池及制备方法 |
| CN111883823B (zh) | 2020-06-10 | 2021-10-26 | 华南理工大学 | 一种复合聚合物固态电解质材料及其制备方法和应用 |
| CN112510250B (zh) * | 2020-12-01 | 2021-10-19 | 北京理工大学 | 一种含有酯类化合物和硫化物的凝胶、其制备及应用 |
| CN113035587B (zh) * | 2021-03-12 | 2022-03-22 | 西安交通大学 | 一种低温固态电解质的制备方法及其在低温固态超级电容器中的应用 |
| CN114551993B (zh) * | 2021-07-20 | 2023-10-03 | 万向一二三股份公司 | 一种含改性无机填料的三维peo聚合物复合固体电解质、制备方法及固态锂离子电池 |
| CN115566143B (zh) * | 2022-10-27 | 2024-01-30 | 厦门海辰储能科技股份有限公司 | 正极极片及其制备方法 |
| CN116554484A (zh) * | 2023-05-12 | 2023-08-08 | 双登集团股份有限公司 | 凝胶聚合物电解质及固态电池的制备方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100354228B1 (ko) * | 2000-09-01 | 2002-09-27 | 삼성에스디아이 주식회사 | 수명특성이 개선된 리튬 설퍼 2차 전지 |
| CN1310483A (zh) * | 2001-01-09 | 2001-08-29 | 长春吉大超越科技开发股份有限公司 | 凝胶态聚合物电解质隔膜及叠层式锂离子电池的制造方法 |
| CN100423356C (zh) * | 2006-04-20 | 2008-10-01 | 武汉大学 | 锂-硫电池电解液及其可充锂-硫电池 |
| CN101740813A (zh) * | 2009-12-16 | 2010-06-16 | 北京理工大学 | 一种离子液体复合电解质材料 |
| CN101789519B (zh) * | 2010-01-25 | 2014-06-04 | 北京理工大学 | 一种离子液体基复合电解质 |
-
2011
- 2011-05-05 CN CN201110115473.2A patent/CN102208680B/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109585917A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-04-05 | 广东永邦新能源股份有限公司 | 一种聚合物电解质及其制备方法和包括该聚合物电解质的电池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102208680A (zh) | 2011-10-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102208680B (zh) | 凝胶电解质及其制备方法、和相应的正极、锂硫电池 | |
| Li et al. | Electrolytes in organic batteries | |
| Safa et al. | Polymeric ionic liquid gel electrolyte for room temperature lithium battery applications | |
| CN103456991B (zh) | 锂离子电池及其凝胶电解质以及其制备方法 | |
| CN102208645B (zh) | 锂硫电池正极复合材料与正极及锂硫电池 | |
| CN109776423B (zh) | 一种双咪唑环功能离子液体及其制备方法和电解液以及锂二次电池 | |
| CN102522560B (zh) | 一种锂离子二次电池及其制备方法 | |
| CN109103488B (zh) | 一种聚合物钠电池及其制备方法和应用 | |
| JP5487458B2 (ja) | リチウムイオン二次電池 | |
| RU2269841C2 (ru) | Первичные (неперезаряжаемые) и вторичные (перезаряжаемые) батареи на основе магния | |
| CN103094611B (zh) | 一种制备离子液体凝胶电解质的方法 | |
| US20150311492A1 (en) | High Energy Density Charge And Discharge Lithium Battery | |
| CN108242563B (zh) | 耐高电压的固态锂电池聚合物电解质及其制备和应用 | |
| CN111934020B (zh) | 一种耐高压全固态锂电池界面层及其原位制备方法和应用 | |
| CN111786018B (zh) | 一种高压聚合物电解质、高压聚合物锂金属电池及此电池的制备方法 | |
| CN102496736A (zh) | 锂-硫二次电池用全固态聚合物电解质及其制备方法 | |
| CN105098232A (zh) | 一种全固态聚合物电解质、其制备方法及用途 | |
| CN110224173A (zh) | 一种可自愈合的锂电池用固态聚合物电解质及其制备方法 | |
| CN104157842B (zh) | 全氟磺酰羧酸锂聚合物电解质的制备方法及锂硫二次电池 | |
| Swiderska-Mocek et al. | Compatibility of polymer electrolyte based on N-methyl-N-propylpiperidinium bis (trifluoromethanesulphonyl) imide ionic liquid with LiMn2O4 cathode in Li-ion batteries | |
| JP2012248519A (ja) | 電解液、ゲル電界質及びリチウムイオン二次電池 | |
| CN100483841C (zh) | 一种低温工作型锂离子二次电池 | |
| EP3244472A1 (en) | Composites comprising hollow microspheres of a vanadium oxide for lithium sulfur cells | |
| CN114551914B (zh) | 一种含有铜离子添加剂的电解液及其在锂/氟化碳电池中的应用 | |
| CN107394270A (zh) | 用于提高钛酸锂电池循环稳定性的电解液及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20180425 Address after: 610000 18 West core road, hi-tech West District, Chengdu, Sichuan Patentee after: Dongfang Electric Co., Ltd. Address before: 610036 Shu Han Road, Jinniu District, Chengdu, Sichuan Province, No. 333 Patentee before: Dongfang Electric Corporation |
|
| TR01 | Transfer of patent right |