CN104716300B - 一种锂硫电池用电极正极及其制备和应用 - Google Patents

一种锂硫电池用电极正极及其制备和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种锂硫电池用电极正极及其制备和应用，包括碳硫复合物、粘结剂、造孔剂，所述粘结剂为明胶和淀粉的混合物，明胶和淀粉的质量比为（1～80）:（20～99），造孔剂为酵母，碳硫复合物和粘结剂的质量比为8～9.5:0.5～2，酵母与明胶和淀粉混合物的质量比为1～10:90～99。本发明选用明胶、淀粉、酵母作为原材料，原料广泛、易于大批量生产。并且制备方法中无任何有毒有害试剂，无污染，对环境友好，方法便捷、简单易学，重现性好，并且制造成本低，效率高。

Description

一种锂硫电池用电极正极及其制备和应用
技术领域
本发明属于锂硫电池用电极材料领域，特别涉及一种锂硫电池电极正极。
背景技术
现如今世界环境污染、温室效应、能源危机等问题日益严重。具有高比能量的二次电池对于解决突出的能源和环境问题具有非常重要的意义。其中锂离子电池是二次电池中比能量最高的电池之一。然而在锂离子二次电池体系中，正极材料的比容量、循环性能都需要进一步优化。传统的正极材料如LiCoO2/石墨和LiFePO4/石墨体系的理论能量密度均约为400Wh/kg。由于其理论能量密度的限制，决定了即使对这些正极材料进行组成和工艺方面的改进也难以使锂离子电池在能量密度上取得突破性进展。因此，开发新的具有高能量密度、长循环寿命、成本低的储能材料势在必行。其中单质硫具有最高的理论放电比容量：1675mAh/g，并且以单质硫为正极、金属锂为负极的锂硫电池的理论能量密度可以达到2600Wh/kg，其理论能量密度是LiCoO2/石墨和LiFePO4/石墨体系的6倍多，远远大于现阶段所使用的商业化的二次电池。此外硫单质还具有成本低廉、环境友好等极具商业价值的优势。
然而，锂硫电池存在的循环性能较差的问题严重阻碍了其商业化进程。在电池循环过程中存在的容量快速衰减的问题主要是如下几个因素造成的：(1)锂硫电池在充放电过程中产生的中间产物多硫化锂(Li2Sx，4≤x≤8)易溶于有机电解液，使正极上的活性物质逐渐减少，并且由于飞梭效应，溶解的多硫化锂能够穿过隔膜扩散到电池的负极锂片上，生成的Li2S2和Li2S沉淀导电性差，从而造成了电池负极的腐蚀和电池内阻的增加。并且飞梭效应也会导致Li2S2和Li2S
沉积在正极表面，从而导致电极形貌的显著改变。进而导致容量的快速衰减。(2)在循环过程中，锂硫电池中硫电极的体积膨胀率高达80％，这可能会造成硫电极内部产生裂纹，这种裂纹的存在以及不导电的Li2S2和Li2S在裂纹处的生成破坏了正极的整体性，最终导致容量的快速衰减。(3)PEO(聚氧化乙烯)和PVDF(聚偏氟乙烯)是最为常用的2种粘结剂，但是它们都存在着一些问题。PEO的粘结性较差，并且低温时导离子性较差。PVDF作为粘结剂易于分散在有机电解液中，尤其是在升高温度的情况下更为严重。这容易造成界面电阻的增加。特别是，这种粘结剂需要分散在高沸点的溶剂中，这样就造成了挥发困难，以至于电极的烘干过程中通常要在高于80℃的真空环境下烘干，这就容易导致活性物质硫的流失。
我们在生活中可知面粉的主要成分是碳水化合物和蛋白质，面粉在加入酵母之后，通过发酵作用，能够形成具有三维网状结构的食品。面粉是由蛋白质、碳水化合物、灰分等成分组成的，在发酵过程中，起主要作用的是蛋白质和碳水化合物。面粉中的蛋白质能吸水膨胀形成面筋质。这种面筋质能随面团发酵过程中二氧化碳气体的膨胀而膨胀，并能阻止二氧化碳气体的溢出，提高面团的保气能力，它是面包等制品形成膨胀、松软特点的重要条件。面粉中的碳水化合物大部分是以淀粉的形式存在的。淀粉中所含的淀粉酶在适宜的条件下，能将淀粉转化为麦芽糖，进而继续转化为葡萄糖供给酵母发酵所需要的能量。面团中淀粉的转化作用，对酵母的生长具有重要作用。酵母是一种生物膨胀剂，当面团加入酵母后，酵母即可吸收面团中的养分生长繁殖，并产生二氧化碳气体，使面团形成膨大、松软、蜂窝状的组织结构。如何仿效这种原理制备出新型的锂硫电池用电极材料，有效解决锂硫电池循环性差的问题。
发明内容
为了解决锂硫电池循环性差的问题，本发明选用明胶和淀粉的混合物作为电极粘结剂，酵母做造孔剂，这种粘结剂及其电极膜片的造孔方法能够解决锂硫电池在充放电过程中产生的中间产物多硫化锂(Li2Sx，4≤x≤8)易溶于有机电解液，易发生飞梭效应，硫电极体积膨胀，单质硫导电子性和导离子性差的问题。因此，能够解决锂硫电池循环性较差的问题。为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种锂硫电池用电极正极，包括碳硫复合物、粘结剂、造孔剂，所述粘结剂为明胶和淀粉的混合物，明胶和淀粉的质量比为(1～80):(20～99)，造孔剂为酵母，碳硫复合物和粘结剂的质量比为8～9.5:0.5～2，酵母与明胶和淀粉混合物的质量比为1～10:90～99。
一种锂硫电池用粘结剂及其电极膜片的造孔方法，制备步骤为：(1)将明胶在去离子水中加热搅拌0.2-4h，明胶水溶液浓度为0.1-20wt％，加热温度为60-100℃，得到明胶水溶液。(2)将淀粉在去离子水中加热搅拌0.2-4h，淀粉水溶液浓度为0.1-30wt％，加热温度为60-100℃，得到淀粉水溶液。(3)将淀粉水溶液边加热搅拌边加入配制好的明胶水溶液中，明胶和淀粉的质量比为1～80:20～99，明胶淀粉混合水溶液浓度为0.1-25wt％，加热温度为60-100℃，搅拌时间为0.1-2h，得到明胶淀粉混合水溶液。(4)将明胶淀粉混合溶液作为电极粘结剂加入碳硫复合物中，加入去离子水，加热搅拌0.5-10h，碳硫复合物和粘结剂的质量比为8～9.5:0.5～2，加热温度为60-100℃，得到未添加造孔剂的锂硫电池电极浆料。(5)将酵母加入去离子水中，在室温下搅拌，得到酵母水溶液，酵母和明胶淀粉混合物的质量比为1～10:90～99。(6)将未添加造孔剂的锂硫电池电极浆料自然冷却至20-40℃，然后加入酵母水溶液，继续搅拌，直至得到均一的电极浆料。(7)电极的制备：采用刮涂法将浆料均匀的涂布在集流体金属箔上，在40-70℃下真空干燥36-72h，得到锂硫电池正极。
所述淀粉为直链淀粉、支链淀粉或直链淀粉和支链淀粉的混合物。
所述酵母为干酵母或湿酵母。
所述金属箔为铝箔、铁箔、镍箔、泡沫镍等。
还可以应用于锂空气电池电极或超级电容器。
有益效果：
1.明胶是胶原的水解产物，是一种无脂肪的高蛋白，淀粉是碳水化合物的一种，本发明采用明胶和淀粉的混合物模拟面粉，并且在明胶和淀粉的混合物溶液中加入酵母作为锂硫电池造孔剂来模拟酵母发酵过程。并且将这一造孔方法应用到锂硫电池电极制备过程中。采用酵母作为造孔剂，能够构建介孔级的孔道结构。这种孔结构有利于电解液的渗透，并且有利于缩短锂离子的传输距离，特别是这种孔道能够用来沉积Li2S2和Li2S沉淀，有利于抑制由于Li2S2和Li2S在电极表面的大面积沉积而造成的电极导电性变差、电极形貌发生改变的现象。重要的是，这种电极由于具有贯通的三维网状结构，因此有利于高活性物质担量的情况下电池容量的发挥，并且有利于电池在高放电倍率下充放电。
2.明胶分子链上存在大量的氨基和羟基官能团，具有很强的亲水性，并且不溶于通常使用的有机电解液，这有利于保证电极的稳定性。
3.明胶水溶液具有优异的粘结性，可以使碳材料和金属集流体之间形成较强的作用力，同时有利于降低界面电阻。
4.明胶作为一种分散剂，广泛应用于食品、照相、制药产业等领域。同理，明胶可以使正极材料以及正极上的还原产物分布均匀，有利于减弱电池循环过程中的团聚现象，特别是有利于电池放电过程中单质硫完全转化为多硫化物的过程。
5.明胶作为粘结剂有利于电池充电过程中单质硫的生成。明胶粘结剂可以通过减缓放电过程中单质硫的还原反应和重整充电后的S8来提高正极氧化还原反应的可逆性。
6.锂硫电池在充放电过程中产生的多硫化锂易溶于有机电解液，这是影响锂硫电池循环性能的最重要的因素。在锂硫电池电极中，淀粉不仅起到粘结剂的作用，而且淀粉这种三维网络结构，能够有效的将单质硫固定，这有利于抑制多硫化锂的溶解，进而有利于提高电池的循环稳定性。
7.本发明选用明胶、淀粉、酵母作为原材料，原料广泛、易于大批量生产。并且制备方法中无任何有毒有害试剂，无污染，对环境友好，方法便捷、简单易学，重现性好，并且制造成本低，效率高。
附图说明
图1为由本发明实施例1所述的粘结剂制备的电极的扫描电镜图；
图2为采用本发明实施例2所述的粘结剂制备的电极组装成纽扣电池的循环性能曲线。
图3为采用对比例1所述粘结剂制备的电极组装成纽扣电池的循环性能曲线。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明做详细的介绍，但本发明并不局限于以下实施例所述内容。
实施例1：
a将明胶在去离子水中加热搅拌1h，明胶水溶液浓度为7wt％，加热温度为80℃，得到明胶水溶液。
b将淀粉在去离子水中加热搅拌0.5h，淀粉水溶液浓度为10wt％，加热温度为90℃，得到淀粉水溶液。
c将淀粉水溶液边加热搅拌边加入配制好的明胶水溶液中，明胶和淀粉的质量比为4:21，明胶淀粉混合水溶液浓度为15wt％，加热温度为80℃，搅拌时间为0.5h，得到明胶淀粉混合水溶液。
d将明胶淀粉混合溶液作为电极粘结剂加入碳硫复合物中，加入去离子水，加热搅拌2h，碳硫复合物和粘结剂的质量比为9:1，加热温度为80℃，得到未添加造孔剂的锂硫电池电极浆料。
e将酵母加入去离子水中，在室温下搅拌，得到酵母水溶液，酵母和明胶淀粉混合物的质量比为1:49。
f将未添加造孔剂的锂硫电池电极浆料自然冷却至25℃，然后加入酵母水溶液，继续搅拌2小时，直至得到均一的电极浆料。
g电极的制备：采用刮涂法将浆料均匀的涂布在集流体金属箔上，在60℃下真空干燥36h，得到锂硫电池正极。
所述淀粉为支链淀粉。
所述酵母为干酵母。
所述金属箔为铝箔。
实施例2：
a将明胶在去离子水中加热搅拌1h，明胶水溶液浓度为7wt％，加热温度为80℃，得到明胶水溶液。
b将淀粉在去离子水中加热搅拌0.5h，淀粉水溶液浓度为10wt％，加热温度为90℃，得到淀粉水溶液。
c将淀粉水溶液边加热搅拌边加入配制好的明胶水溶液中，明胶和淀粉的质量比为1:4，明胶淀粉混合水溶液浓度为15wt％，加热温度为80℃，搅拌时间为0.5h，得到明胶淀粉混合水溶液。
d将明胶淀粉混合溶液作为电极粘结剂加入碳硫复合物中，加入去离子水，加热搅拌2h，碳硫复合物和粘结剂的质量比为9:1，加热温度为80℃，得到未添加造孔剂的锂硫电池电极浆料。
e将酵母加入去离子水中，在室温下搅拌，得到酵母水溶液，酵母和明胶淀粉混合物的质量比为1:49。
f将未添加造孔剂的锂硫电池电极浆料自然冷却至25℃，然后加入酵母水溶液，继续搅拌2小时，直至得到均一的电极浆料。
g电极的制备：采用刮涂法将浆料均匀的涂布在集流体金属箔上，在60℃下真空干燥36h，得到锂硫电池正极。
所述淀粉为支链淀粉。
所述酵母为干酵母。
所述金属箔为铝箔。
实施例3：
a将明胶在去离子水中加热搅拌1h，明胶水溶液浓度为7wt％，加热温度为80℃，得到明胶水溶液。
b将淀粉在去离子水中加热搅拌0.5h，淀粉水溶液浓度为10wt％，加热温度为90℃，得到淀粉水溶液。
c将淀粉水溶液边加热搅拌边加入配制好的明胶水溶液中，明胶和淀粉的质量比为6:19，明胶淀粉混合水溶液浓度为15wt％，加热温度为80℃，搅拌时间为0.5h，得到明胶淀粉混合水溶液。
d将明胶淀粉混合溶液作为电极粘结剂加入碳硫复合物中，加入去离子水，加热搅拌2h，碳硫复合物和粘结剂的质量比为9:1，加热温度为80℃，得到未添加造孔剂的锂硫电池电极浆料。
e将酵母加入去离子水中，在室温下搅拌，得到酵母水溶液，酵母和明胶淀粉混合物的质量比为1:49。
f将未添加造孔剂的锂硫电池电极浆料自然冷却至25℃，然后加入酵母水溶液，继续搅拌2小时，直至得到均一的电极浆料。
g电极的制备：采用刮涂法将浆料均匀的涂布在集流体金属箔上，在60℃下真空干燥36h，得到锂硫电池正极。
所述淀粉为支链淀粉。
所述酵母为干酵母。
所述金属箔为铝箔。
实施例4：
a将明胶在去离子水中加热搅拌1h，明胶水溶液浓度为7wt％，加热温度为80℃，得到明胶水溶液。
b将淀粉在去离子水中加热搅拌0.5h，淀粉水溶液浓度为10wt％，加热温度为90℃，得到淀粉水溶液。
c将淀粉水溶液边加热搅拌边加入配制好的明胶水溶液中，明胶和淀粉的质量比为7:18，明胶淀粉混合水溶液浓度为15wt％，加热温度为80℃，搅拌时间为0.5h，得到明胶淀粉混合水溶液。
d将明胶淀粉混合溶液作为电极粘结剂加入碳硫复合物中，加入去离子水，加热搅拌2h，碳硫复合物和粘结剂的质量比为9:1，加热温度为80℃，得到未添加造孔剂的锂硫电池电极浆料。
e将酵母加入去离子水中，在室温下搅拌，得到酵母水溶液，酵母和明胶淀粉混合物的质量比为1:49。
f将未添加造孔剂的锂硫电池电极浆料自然冷却至25℃，然后加入酵母水溶液，继续搅拌2小时，直至得到均一的电极浆料。
g电极的制备：采用刮涂法将浆料均匀的涂布在集流体金属箔上，在60℃下真空干燥36h，得到锂硫电池正极。
所述淀粉为支链淀粉。
所述酵母为干酵母。
所述金属箔为铝箔。
实施例5：
a将明胶在去离子水中加热搅拌1h，明胶水溶液浓度为7wt％，加热温度为80℃，得到明胶水溶液。
b将淀粉在去离子水中加热搅拌0.5h，淀粉水溶液浓度为10wt％，加热温度为90℃，得到淀粉水溶液。
c将淀粉水溶液边加热搅拌边加入配制好的明胶水溶液中，明胶和淀粉的质量比为8:17，明胶淀粉混合水溶液浓度为15wt％，加热温度为80℃，搅拌时间为0.5h，得到明胶淀粉混合水溶液。
d将明胶淀粉混合溶液作为电极粘结剂加入碳硫复合物中，加入去离子水，加热搅拌2h，碳硫复合物和粘结剂的质量比为9:1，加热温度为80℃，得到未添加造孔剂的锂硫电池电极浆料。
e将酵母加入去离子水中，在室温下搅拌，得到酵母水溶液，酵母和明胶淀粉混合物的质量比为1:49。
f将未添加造孔剂的锂硫电池电极浆料自然冷却至25℃，然后加入酵母水溶液，继续搅拌2小时，直至得到均一的电极浆料。
g电极的制备：采用刮涂法将浆料均匀的涂布在集流体金属箔上，在60℃下真空干燥36h，得到锂硫电池正极。
所述淀粉为支链淀粉。
所述酵母为干酵母。
所述金属箔为铝箔。
实施例6：
a将明胶在去离子水中加热搅拌1h，明胶水溶液浓度为7wt％，加热温度为80℃，得到明胶水溶液。
b将淀粉在去离子水中加热搅拌0.5h，淀粉水溶液浓度为10wt％，加热温度为90℃，得到淀粉水溶液。
c将淀粉水溶液边加热搅拌边加入配制好的明胶水溶液中，明胶和淀粉的质量比为9:16，明胶淀粉混合水溶液浓度为15wt％，加热温度为80℃，搅拌时间为0.5h，得到明胶淀粉混合水溶液。
d将明胶淀粉混合溶液作为电极粘结剂加入碳硫复合物中，加入去离子水，加热搅拌2h，碳硫复合物和粘结剂的质量比为9:1，加热温度为80℃，得到未添加造孔剂的锂硫电池电极浆料。
e将酵母加入去离子水中，在室温下搅拌，得到酵母水溶液，酵母和明胶淀粉混合物的质量比为1:49。
f将未添加造孔剂的锂硫电池电极浆料自然冷却至25℃，然后加入酵母水溶液，继续搅拌2小时，直至得到均一的电极浆料。
g电极的制备：采用刮涂法将浆料均匀的涂布在集流体金属箔上，在60℃下真空干燥36h，得到锂硫电池正极。
所述淀粉为支链淀粉。
所述酵母为干酵母。
所述金属箔为铝箔。
实施例7：
a将明胶在去离子水中加热搅拌1h，明胶水溶液浓度为7wt％，加热温度为80℃，得到明胶水溶液。
b将淀粉在去离子水中加热搅拌0.5h，淀粉水溶液浓度为10wt％，加热温度为90℃，得到淀粉水溶液。
c将淀粉水溶液边加热搅拌边加入配制好的明胶水溶液中，明胶和淀粉的质量比为2:3，明胶淀粉混合水溶液浓度为15wt％，加热温度为80℃，搅拌时间为0.5h，得到明胶淀粉混合水溶液。
d将明胶淀粉混合溶液作为电极粘结剂加入碳硫复合物中，加入去离子水，加热搅拌2h，碳硫复合物和粘结剂的质量比为9:1，加热温度为80℃，得到未添加造孔剂的锂硫电池电极浆料。
e将酵母加入去离子水中，在室温下搅拌，得到酵母水溶液，酵母和明胶淀粉混合物的质量比为1:49。
f将未添加造孔剂的锂硫电池电极浆料自然冷却至25℃，然后加入酵母水溶液，继续搅拌2小时，直至得到均一的电极浆料。
g电极的制备：采用刮涂法将浆料均匀的涂布在集流体金属箔上，在60℃下真空干燥36h，得到锂硫电池正极。
所述淀粉为支链淀粉。
所述酵母为干酵母。
所述金属箔为铝箔。
实施例8：
a将明胶在去离子水中加热搅拌1h，明胶水溶液浓度为7wt％，加热温度为80℃，得到明胶水溶液。
b将淀粉在去离子水中加热搅拌0.5h，淀粉水溶液浓度为10wt％，加热温度为90℃，得到淀粉水溶液。
c将淀粉水溶液边加热搅拌边加入配制好的明胶水溶液中，明胶和淀粉的质量比为1:4，明胶淀粉混合水溶液浓度为15wt％，加热温度为80℃，搅拌时间为0.5h，得到明胶淀粉混合水溶液。
d将明胶淀粉混合溶液作为电极粘结剂加入碳硫复合物中，加入去离子水，加热搅拌2h，碳硫复合物和粘结剂的质量比为9:1，加热温度为80℃，得到未添加造孔剂的锂硫电池电极浆料。
e将酵母加入去离子水中，在室温下搅拌，得到酵母水溶液，酵母和明胶淀粉混合物的质量比为1:99。
f将未添加造孔剂的锂硫电池电极浆料自然冷却至25℃，然后加入酵母水溶液，继续搅拌2小时，直至得到均一的电极浆料。
g电极的制备：采用刮涂法将浆料均匀的涂布在集流体金属箔上，在60℃下真空干燥36h，得到锂硫电池正极。
所述淀粉为支链淀粉。
所述酵母为干酵母。
所述金属箔为铝箔。
实施例9：
a将明胶在去离子水中加热搅拌1h，明胶水溶液浓度为7wt％，加热温度为80℃，得到明胶水溶液。
b将淀粉在去离子水中加热搅拌0.5h，淀粉水溶液浓度为10wt％，加热温度为90℃，得到淀粉水溶液。
c将淀粉水溶液边加热搅拌边加入配制好的明胶水溶液中，明胶和淀粉的质量比为1:4，明胶淀粉混合水溶液浓度为15wt％，加热温度为80℃，搅拌时间为0.5h，得到明胶淀粉混合水溶液。
d将明胶淀粉混合溶液作为电极粘结剂加入碳硫复合物中，加入去离子水，加热搅拌2h，碳硫复合物和粘结剂的质量比为9:1，加热温度为80℃，得到未添加造孔剂的锂硫电池电极浆料。
e将酵母加入去离子水中，在室温下搅拌，得到酵母水溶液，酵母和明胶淀粉混合物的质量比为3:97。
f将未添加造孔剂的锂硫电池电极浆料自然冷却至25℃，然后加入酵母水溶液，继续搅拌2小时，直至得到均一的电极浆料。
g电极的制备：采用刮涂法将浆料均匀的涂布在集流体金属箔上，在60℃下真空干燥36h，得到锂硫电池正极。
所述淀粉为支链淀粉。
所述酵母为干酵母。
所述金属箔为铝箔。
实施例10：
a将明胶在去离子水中加热搅拌1h，明胶水溶液浓度为7wt％，加热温度为80℃，得到明胶水溶液。
b将淀粉在去离子水中加热搅拌0.5h，淀粉水溶液浓度为10wt％，加热温度为90℃，得到淀粉水溶液。
c将淀粉水溶液边加热搅拌边加入配制好的明胶水溶液中，明胶和淀粉的质量比为1:4，明胶淀粉混合水溶液浓度为15wt％，加热温度为80℃，搅拌时间为0.5h，得到明胶淀粉混合水溶液。
d将明胶淀粉混合溶液作为电极粘结剂加入碳硫复合物中，加入去离子水，加热搅拌2h，碳硫复合物和粘结剂的质量比为9:1，加热温度为80℃，得到未添加造孔剂的锂硫电池电极浆料。
e将酵母加入去离子水中，在室温下搅拌，得到酵母水溶液，酵母和明胶淀粉混合物的质量比为1:24。
f将未添加造孔剂的锂硫电池电极浆料自然冷却至25℃，然后加入酵母水溶液，继续搅拌2小时，直至得到均一的电极浆料。
g电极的制备：采用刮涂法将浆料均匀的涂布在集流体金属箔上，在60℃下真空干燥36h，得到锂硫电池正极。
所述淀粉为支链淀粉。
所述酵母为干酵母。
所述金属箔为铝箔。
实施例11：
a将明胶在去离子水中加热搅拌1h，明胶水溶液浓度为7wt％，加热温度为80℃，得到明胶水溶液。
b将淀粉在去离子水中加热搅拌0.5h，淀粉水溶液浓度为10wt％，加热温度为90℃，得到淀粉水溶液。
c将淀粉水溶液边加热搅拌边加入配制好的明胶水溶液中，明胶和淀粉的质量比为1:4，明胶淀粉混合水溶液浓度为15wt％，加热温度为80℃，搅拌时间为0.5h，得到明胶淀粉混合水溶液。
d将明胶淀粉混合溶液作为电极粘结剂加入碳硫复合物中，加入去离子水，加热搅拌2h，碳硫复合物和粘结剂的质量比为9:1，加热温度为80℃，得到未添加造孔剂的锂硫电池电极浆料。
e将酵母加入去离子水中，在室温下搅拌，得到酵母水溶液，酵母和明胶淀粉混合物的质量比为1:19。
f将未添加造孔剂的锂硫电池电极浆料自然冷却至25℃，然后加入酵母水溶液，继续搅拌2小时，直至得到均一的电极浆料。
g电极的制备：采用刮涂法将浆料均匀的涂布在集流体金属箔上，在60℃下真空干燥36h，得到锂硫电池正极。
所述淀粉为支链淀粉。
所述酵母为干酵母。
所述金属箔为铝箔。
对比例1
a将碳硫复合物复合材料、聚偏氟乙烯(PVDF)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)，搅拌混合制成浆料。碳硫复合物和PVDF的质量比为9:1。
b电极的制备：采用刮涂法将浆料均匀的涂布在集流体金属箔上，在60℃下真空干燥36h，得到锂硫电池正极。
电池的制备：
在氩气保护，水含量为1ppm以下的手套箱中，用上述制备得到的电极片作为正极，金属锂片作为负极，采用张家港市国泰华荣化工新材料有限公司锂电池电解液：1mol/LLiClO4/DOL+DME(1：1，by volume)，Celgard2325隔膜，组装成CR2016型扣式电池，并进行充放电测试。
对实施例3和对比例1中制作的电池在室温下进行充放电测试，限制电压为2.8V至1.5V，充放电电流密度均为0.1mAh/cm2。
对比例1与实施例3得到的电极按照相同的方式组装电池，并且按照相同的方式测定电池的循环性能曲线。测定结果如图2、图3所示。
对比图2和图3：如图2为采用本发明所述的实施例3中的粘结剂制备的电极的循环性能曲线。初始容量为1054mAh/g，循环50次后，容量保持率为80％，如图3为采用PVDF作为粘结剂制备的电极的循环性能曲线。初始容量为860mAh/g，循环50次后，容量保持率为41％。采用本发明所述的实施例3中的粘结剂制备的电极组装成纽扣电池后的初始容量明显高于对比例，并且50次循环后，放电比容量保持率也明显高于采用对比例粘结剂制备的电极组装成电池的容量保持率。

Claims (6)

1.一种锂硫电池用电极正极，其特征在于，包括碳硫复合物、粘结剂、造孔剂，所述粘结剂为明胶和淀粉的混合物，明胶和淀粉的质量比为(1～80):(20～99)，造孔剂为酵母，碳硫复合物和粘结剂的质量比为8～9.5:0.5～2，酵母与明胶和淀粉混合物的质量比为1～10:90～99。
2.一种锂硫电池用电极正极的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：
(1)将明胶在去离子水中加热搅拌0.2-4h，明胶水溶液浓度为0.1-20wt％，加热温度为60-100℃，得到明胶水溶液；
(2)将淀粉在去离子水中加热搅拌0.2-4h，淀粉水溶液浓度为0.1-30wt％，加热温度为60-100℃，得到淀粉水溶液；
(3)将淀粉水溶液与明胶水溶液共混加热搅拌制得明胶淀粉混合水溶液，明胶和淀粉的质量比为1～80:20～99，加热温度为60-100℃，搅拌时间为0.1-2h；
(4)将明胶淀粉混合溶液作为电极粘结剂加入碳硫复合物中，加入去离子水，加热搅拌0.5-10h，碳硫复合物与粘结剂中明胶和淀粉混合物的质量比为8～9.5:0.5～2，加热温度为60-100℃，得到未添加造孔剂的锂硫电池电极浆料；
(5)将酵母加入去离子水中，在室温下搅拌，得到酵母水溶液；
(6)将未添加造孔剂的锂硫电池电极浆料自然冷却至20～40℃，然后加入酵母水溶液，继续搅拌0.5-10h，直至得到均一的电极浆料；酵母和明胶淀粉混合物的质量比为1～10:90～99；
(7)电极的制备：采用刮涂法将浆料均匀的涂布在集流体金属箔上，在40-70℃下真空干燥36-72h，得到锂硫电池电极正极。
3.根据权利要求2所述锂硫电池用电极正极的制备方法，其特征在于：所述淀粉为直链淀粉、支链淀粉、直链淀粉和支链淀粉的混合物中的一种。
4.根据权利要求2所述锂硫电池用电极正极的制备方法，其特征在于：所述酵母为干酵母或湿酵母。
5.根据权利要求2所述锂硫电池用电极正极的制备方法，其特征在于：所述金属箔为铝箔、铁箔、镍箔或泡沫镍。
6.一种权利要求1所述锂硫电池用电极正极的应用，其特征在于：所述锂硫电池用电极正极用作为锂硫电池正极。
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