CN110190284A - 一种锂硫电池正极用水系粘结剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种锂硫电池正极用水系粘结剂及其制备方法和应用，电池粘结剂技术领域。该粘结剂由极性高分子聚合物和具有强吸附性的减水剂聚合物在水中混合交联而成。本发明的水系粘结剂粘合能力强，应用在锂硫电池中可以获得稳定的硫正极结构，能够有效缓冲正极材料在电池循环过程中产生的将近80％的体积膨胀收缩应力变化，同时，通过聚合物分子中的多极性官能团和可溶性多硫化物之间的相互化学作用，可以将多硫化物束缚在硫正极区域，阻止其迁移扩散，有效抑制了锂硫电池的“穿梭效应”，从而提高了电池的比容量和循环寿命。此外，本发明采用水作为溶剂，无需其他特殊处理，既简单实用又绿色环保，在锂硫电池工业化应用中具有很好的前景。

Description

一种锂硫电池正极用水系粘结剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及电池粘结剂技术领域，具体涉及一种锂硫电池正极用水系粘结剂及其制备方法和应用。
背景技术
锂硫电池(Li-S)是指以金属锂为负极，单质硫或者硫的化合物为正极的高能量二次电池体系，理论比能量高达2600Wh/kg，具有其它电化学储能体系无法比拟的高比能特性，其比容量远远高于商业上广泛应用的钴酸锂电池(<150mAh g-1)。此外，硫在自然界的储量十分丰富，且硫及其中间产物和放电产物均无毒，符合绿色化学的要求。因此，锂硫电池具有非常广阔的商业价值与应用前景，具有重要的社会、经济和环境效益。
粘结剂是锂硫电池正极材料中重要的组成部分，其用量虽少，但对电极的结构和形貌具有至关重要的影响。电极中加入粘结剂主要是为了粘覆活性电极物质和导电剂，使极片组分与集流体有良好接触；同时稳定极片内部结构，缓解电极材料在电池循环过程中带来的体积收缩膨胀应力变化。
对于使用的粘结剂，要求必须具有良好的粘结性能、耐热性、耐溶剂性和电化学稳定性。粘结剂的物理性质直接影响到浆料及极片的性能，进而对电池的电化学性能和安全性能也有着关键的影响。因此，粘结剂的选择和优化对锂离子电池的发展具有重要的研究价值。
常用锂硫电池正极用粘结剂按照溶解溶剂的不同可分为水系粘结剂和油系粘结剂。目前锂硫电池中普遍使用的油系粘结剂为聚偏氟乙烯(PVDF)，使用的溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)。普遍使用的水系粘结剂有羧甲基纤维素钠(CMC)配合丁苯橡胶(SBR)，聚丙烯酸酯类(LA系列)粘结剂。因为NMP具有毒性，对人体有害，而且有机溶剂易吸收水分，对空气湿度也有很高的要求，再加上水溶剂成本低、易获取、环境友好等优点，所以水系粘结剂是目前锂硫领域的一个重要研究方向。
发明内容
为了克服现有锂硫电池粘结剂上述存在的技术问题和缺陷，本发明的目的在于提供一种锂硫电池正极用水系粘结剂及其制备方法和应用。本发明所述粘结剂环境友好、成本低廉且粘合性能强，能够有效缓解循环期间电极体积的变化，应用于锂硫电池可大幅度提高循环稳定性，具有很高的实际应用价值和商业前景。
为了实现本发明的上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种锂硫电池正极用水系粘结剂，所述水系粘结剂由极性高分子聚合物与具有强吸附性的减水剂聚合物在溶剂水中混合交联而成，其中：所述极性高分子聚合物为聚碳酸酯(PC)、聚丙烯酰胺(PAM)、丁腈橡胶(NBR)、聚丙烯腈(PAN)、环氧树脂、丙烯酸酯、聚乙烯醇(PVA)、酚醛树脂、聚醚醚酮(PEEK)、聚砜(PSF)、聚苯硫醚(PPS)、氨基树脂、聚乳酸等高分子聚合物中的任一种或多种的混合物；所述减水剂聚合物为木质素磺酸盐或树状支化大分子的任一种。
进一步地，上述技术方案，所述极性高分子聚合物与减水剂聚合物的质量比为1～10：1～10。
优选地，上述技术方案，所述极性高分子聚合物与减水剂聚合物的质量比为1～5:1～5，更优选为1～3：1～3。
进一步地，上述技术方案，所述极性高分子聚合物的分子量为200～2500wDa。
进一步地，上述技术方案，所述聚丙烯酰胺按离子特性可分为阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)、两性聚丙烯酰胺(Am-PAM)和阴离子聚丙烯酰胺(APAM)；按其平均分子量可分为低分子量(<100万)、中分子量(200～400万)和高分子量(>700万)三类。
优选地，上述技术方案，所述聚丙烯酰胺为高分子量阴离子聚丙烯酰胺(APAM)。
进一步地，上述技术方案，所述的木质素磺酸盐的分子量为200～30000Da，为木质素磺酸钠、木质素磺酸钙、木质素磺酸镁、木质素磺酸钾、木质素磺酸铵等任一种或多种的混合物。
优选的，上述技术方案，所述木质素磺酸盐为木质素磺酸钠(SLS)。
进一步地，上述技术方案，所述树状支化大分子为聚酰胺-胺树枝状分子、聚芳醚型树状大分子、聚芳酯型树状大分子、芳香基醛烃树状大分子等超高支化聚合物中的任一种或多种的混合物。
优选地，上述技术方案，所述树状支化大分子为聚酰胺-胺树枝状分子(PAMAM)。
本发明的第二个目的在于提供上述所述锂硫电池正极用水系粘结剂的制备方法，所述方法具体包括如下步骤：
将所述极性高分子聚合物与具有强吸附性的减水剂聚合物分别采用去离子水分散均匀后按配比混合，室温下搅拌12～24h，使聚合物分子相互交联，得到所述的锂硫电池硫正极用粘结剂。
本发明上述反应机理如下：所述极性高分子聚合物与含有大量末端官能团的树状支化大分子或木质素磺酸盐，通过强氢键作用诱导自由基聚合，形成高强度和高延伸性的结构，即所述的锂硫电池硫正极用粘结剂。
进一步地，上述技术方案，所述极性高分子聚合物、减水剂聚合物与去离子水的质量比均为1～10:1～100，优选为1～5:1～100，1～3:1～100。
本发明的第三个目的在于提供上述所述锂硫电池硫正极用水系粘结剂的应用，可用于制备锂硫电池正极。
一种锂硫电池正极，包括正极活性物质、导电剂与粘结剂，其中：所述正极活性物质为单质硫、硫化物、含硫复合物中的一种或几种；所述粘结剂为本发明上述所述的水系粘结剂。
进一步地，上述技术方案，所述正极活性物质、导电剂与粘结剂的质量比为1～10：1～10：1～5。
进一步地，上述技术方案，所述导电剂选用炭黑、石墨烯、碳纳米管、乙炔黑及导电石墨等的一种或多种的混合。
上述所述锂硫电池正极的制备方法，具体步骤如下：
(1)将所述水系粘结剂与导电剂、正极活性物质混合，充分研磨，制得均匀的浆料；
(2)将步骤(1)中浆料均匀涂覆在导电集流体上；
(3)干燥，铳成一定直径大小的圆片，即制得所述锂硫电池硫正极。
进一步地，上述技术方案，步骤(1)中所述研磨时间为0.5～1h。
进一步地，上述技术方案，步骤(2)中所述导电集流体为铜箔、铝箔、碳纤维布或泡沫镍中的任一种。
进一步地，上述技术方案，步骤(2)中所述干燥条件为50～70℃干燥12～24h。
本发明的第五个目的在于提供一种锂硫电池，包括锂硫电池正极、聚合物隔膜基体、电解液和金属锂负极，所述锂硫电池正极为本发明上述所述的锂硫电池正极。
进一步地，上述技术方案，所述聚合物隔膜基体优选为聚乙烯隔膜(PE)。
进一步地，上述技术方案，所述电解液的制备方法如下：将浓度为1.0M的二(三氟甲基磺酰)亚胺锂溶解于体积比为1：1的1,3二氧戊烷、四甘醇二甲醚混合液中，然后添加质量分数为1wt％的无水LiNO3，混合均匀后制得。
与现有技术相比，本发明涉及的一种锂硫电池正极用水系粘结剂及其制备方法和应用具有如下有益效果：
(1)本发明具有强吸附性的减水剂聚合物优选采用天然的高分子聚合物木质素磺酸钠，它是一种阴离子表面活性剂，易溶于不同pH值的水溶液，因分子量与官能团的不同而具有不同程度的分散性；其结构组织上还存在有各种活性基，因而能与其他化合物发生氢键作用，也有一定的离子交换和吸附能力，很大程度上限制了可溶性多硫化锂的迁移，将其用作粉末颗粒的粘结剂时，无毒、廉价且易压成型，从而可制得机械强度高、稳定性好的电极片；所述树状支化大分子由核心出发，不断向外分支，分子内部具有广阔的空腔，分子表面含有较多有机官能团，能够化学吸附电池在充放电循环过程中产生的可溶性多硫化物，从而能够有效抑制锂硫电池中的“穿梭效应”。
(2)本发明极性高分子聚合物优选采用聚丙烯酰胺，所述聚丙烯酰胺主链上有大量的酰胺基，化学活性较高，聚丙烯酰胺分子链固定在不同的颗粒表面上，通过分子上的极性基团与分散相之间的机械、物理与化学作用，将分散相形成网络牵连在一起，起到高效的粘合作用。
(3)本发明所述硫正极用水系粘结剂粘合效果好，正极活性物质和导电剂均匀地分散且稳固地粘结在集流体上，很大程度避免了刮料后极片掉粉、剥离和活性物质脱落等现象，并且能够有效减小锂硫电池在循环期间硫正极片的体积膨胀。
(4)本发明所述硫正极用水系粘结剂，具有固定和吸附循环期间硫正极所产生的可溶性多硫化物的功能，有效抑制了锂硫电池“穿梭效应”引起的容量衰减，极大提高了电池的比容量和循环稳定性。此外，本发明粘结剂成本低，且采用去离子水作为溶剂，无需其他特殊处理可制得均匀的浆料，简单实用又绿色环保，在锂硫电池的工业化应用中具有很好的前景。
附图说明
图1为树状支化大分子聚酰胺-胺树枝状分子(PAMAM)的化学结构式；
图2为由本发明所述粘结剂、PVDF与CMC-SBR作为粘结剂时，锂硫电池在0.5C下，首圈充放电曲线；
图3为由本发明所述粘结剂、PVDF与CMC-SBR作为粘结剂时，锂硫电池在0.5C下，500次循环的长循环性能图；
图4为由本发明所述粘结剂与PVDF作为粘结剂时，锂硫电池在0.5C下，循环前与50次循环后的交流阻抗图；
图5为由本发明所述粘结剂与PVDF作为粘结剂时，锂硫电池在0.5C下，50次循环的锂片电镜图；
图6为由本发明所述粘结剂作为粘结剂时，锂硫电池在0.2C下，100次循环的高载量长循环性能图。
具体实施方式
下面通过实施案例对本发明作进一步详细说明。本实施案例在以本发明技术为前提下进行实施，现给出详细的实施方式和具体的操作过程来说明本发明具有创造性，但本发明的保护范围不限于以下的实施案例。
以下为本发明提供的使用该水系粘结剂硫正极的锂硫电池制备的较佳实施例。
实施例1
本实施例的一种锂硫电池的制备方法，包括如下步骤：
(一)称取70mg单质硫和20mg导电炭黑Super P置于玛瑙研钵中，充分研磨混合后得到均匀的黑色混合粉末；
(二)称取0.5g木质素磺酸钠，加入2g去离子水，充分搅拌均匀后配成质量分数为20wt％的溶液，命名为SLS溶液；
(三)称取0.1g的分子量为2200～2500wDa的阴离子聚丙烯酰胺，加入4.9g去离子水，充分搅拌均匀后配成质量分数为2wt％的凝胶，命名为APAM凝胶；
(四)分别取步骤(二)所配制成的SLS溶液和(三)中所配制成的APAM凝胶按照1：10的比例混合，室温下搅拌12h，使聚合物分子自交联，即制得所述锂硫电池硫正极用水系粘结剂，命名为AP-SLS粘结剂；
(五)将步骤(一)研磨的混合物与AP-SLS粘结剂按质量比9：1置于研钵中，继续充分研磨40min后得到均匀浆料，然后将所述浆料均匀涂覆于导电集流体铝箔表面，放置真空干燥箱中60℃干燥12h，随后取出铳成直径为12mm的圆片，即制得含有所述水系粘结剂的硫正极片，放置手套箱备用；
(六)将上述制备的硫正极片、聚乙烯隔膜(PE)、金属锂片和1.0M的二(三氟甲基磺酰)亚胺锂溶解于体积比为1:1的1,3二氧戊烷和四甘醇二甲醚所配的混合液，添加质量分数为1wt％的无水LiNO3作为电解液，在无水且充满氩气(H2O<0.01ppm,O2<0.01ppm)的手套箱中对CR2025型纽扣电池按相应操作进行组装，获得锂硫纽扣电池。
将本实施例所制得的纽扣电池静置8h后用以电化学测试。采用LandCT2001A电池测试系统在室温条件下对上述组装的纽扣电池的循环性能进行测试，测试条件为：充放电窗口选取在1.7～2.8V之间，测试在0.5C电流密度下进行。
实施例2
本实施例的一种锂硫电池的制备方法，包括如下步骤：
(一)称取70mg单质硫和20mg导电炭黑Super P置于玛瑙研钵中，充分研磨混合后得到均匀的黑色混合粉末；
(二)称取0.5g聚酰胺-胺树枝状分子(PAMAM)，加入2g去离子水，充分搅拌均匀后配成质量分数为20wt％的溶液，命名为PAMAM溶液；
(三)称取0.1g的分子量为2200～2500wDa的阴离子聚丙烯酰胺，加入4.9g去离子水，充分搅拌均匀后配成质量分数为2wt％的凝胶，命名为APAM凝胶；
(四)分别取步骤(二)所配制成的PAMAM溶液和(三)中所配制成的APAM凝胶按照1：10的比例混合，充分搅拌均匀18h后配成新的溶液，即制得所述锂硫电池硫正极用水系粘结剂，命名为AP-AM粘结剂；
(五)将步骤(一)研磨的混合物与AP-AM粘结剂按质量比9：1置于研钵中，继续充分研磨40min后得到均匀浆料，然后将所述浆料均匀涂覆于导电集流体铝箔表面，放置真空干燥箱中60℃干燥12h，随后取出铳成直径为12mm的圆片，即制得含有所述水系粘结剂的硫正极片，放置手套箱备用；
(六)将上述制备的硫正极片、聚乙烯隔膜(PE)、金属锂片和1.0M的二(三氟甲基磺酰)亚胺锂溶解于体积比为1:1的1,3二氧戊烷和四甘醇二甲醚所配的混合液，添加质量分数为1wt％的无水LiNO3作为电解液，在无水且充满氩气(H2O<0.01ppm,O2<0.01ppm)的手套箱中对CR2025型纽扣电池按相应操作进行组装，获得锂硫纽扣电池。
将本实施例所制得的纽扣电池静置8h后用以电化学测试。采用LandCT2001A电池测试系统在室温条件下对上述组装的纽扣电池的循环性能进行测试，测试条件为：充放电窗口选取在1.7～2.8V之间，测试在0.5C电流密度下进行。
对比例1
制备采用水系粘结剂羧甲基纤维素钠(CMC)和丁苯橡胶(SBR)的锂硫电池：
(一)称取70mg单质硫和20mg导电炭黑Super P置于研钵中，充分研磨混合后得到均匀的黑色混合粉末；
(二)称取0.1g羧甲基纤维素钠，加入4.9g去离子水溶剂，制得质量分数为2wt％的水系粘结剂CMC；
(三)称取0.5g丁苯橡胶，加入4.5g去离子水溶剂，制得质量分数为10wt％的水系粘结剂SBR；
(四)将步骤(一)制得的研磨混合物与水系粘结剂CMC和SBR按质量比9：0.5：0.5置于研钵中，充分研磨均匀后得到均匀浆料，然后将所述浆料均匀涂覆于铝箔表面，于真空干燥箱中60℃干燥12h，随后取出铳成直径为12mm的圆片，所得即为含有水系粘结剂CMC和SBR的硫正极，放置手套箱备用；
(五)将上述制备的硫正极片、聚乙烯隔膜(PE)、金属锂片和1.0M的二(三氟甲基磺酰)亚胺锂溶解于体积比为1:1的1,3二氧戊烷和四甘醇二甲醚所配的混合液，添加质量分数为1wt％的无水LiNO3作为电解液，在无水且充满氩气(H2O<0.01ppm,O2<0.01ppm)的手套箱中对CR2025型纽扣电池按相应操作进行组装，获得锂硫纽扣电池。
所制得的纽扣电池静置8h后用以电化学测试。采用LandCT2001A电池测试系统在室温条件下对上述组装的纽扣电池的循环性能进行测试，测试条件为：充放电窗口选取在1.7～2.8V之间，测试在0.5C电流密度下进行。
对比例2
制备采用油系粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)的锂硫电池：
(一)称取70mg单质硫和20mg导电炭黑Super P置于研钵中，充分研磨混合后得到均匀的黑色混合粉末；
(二)称取0.3g聚偏氟乙烯，加入4.7g N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂，制得质量分数为6wt％的油系粘结剂PVDF；
(三)将步骤(一)制得的研磨混合物与步骤(二)制得的粘结剂PVDF按质量比9：1置于研钵中，充分研磨均匀后得到均匀浆料，然后将所述浆料均匀涂覆于铝箔表面，于真空干燥箱中60℃干燥12h，随后取出铳成直径为12mm的圆片，所得即为含有油系粘结剂PVDF的硫正极，放置手套箱备用；
(四)将上述制备的硫正极片、聚乙烯隔膜(PE)、金属锂片和1.0M的二(三氟甲基磺酰)亚胺锂溶解于体积比为1:1的1,3二氧戊烷和四甘醇二甲醚所配的混合液，添加质量分数为1wt％的无水LiNO3作为电解液，在无水且充满氩气(H2O<0.01ppm,O2<0.01ppm)的手套箱中对CR2025型纽扣电池按相应操作进行组装，获得锂硫纽扣电池。
所制得的纽扣电池静置8h后用以电化学测试。采用LandCT2001A电池测试系统在室温条件下对上述组装的纽扣电池的循环性能进行测试，测试条件为：充放电窗口选取在1.7～2.8V之间，测试在0.5C电流密度下进行。
显然，本发明提供的锂硫电池硫正极用水系粘结剂相比传统的羧甲基纤维素钠(CMC)和丁苯橡胶(SBR)以及聚偏氟乙烯(PVDF)具有更优的性能，更符合工业化应用的要求。
以上所述实施例仅是为了更进一步的详细说明，应理解为具体实施方式并不能限定本发明的保护范围，在本发明的基础上不付出创造性劳动通过修改和改变而获得的技术方案，均包含在本发明的保护范围内。
图1为树状支化大分子聚酰胺-胺树枝状分子(PAMAM)的化学结构图，从图中可以看出，其结构由从核心分子出发，不断地向外分支重复支化生长而得到的结构类似于树状的大分子，分子内部具有广阔的空腔，分子表面含有较多有机官能团，能够化学吸附循环过程中产生的多硫化物，从而有效抑制了锂硫电池中的“穿梭效应”。
图2为本发明中分别采用实施例1、实施例2、对比例1和对比例2所制的锂硫电池在0.5C电流密度下的首圈充放电曲线。锂硫电池有两个典型的放电平台，高电压平台一般位于2.3V左右，对应于S8向可溶性Li2S6/Li2S4的转化，低电压平台一般位于2.1V左右，对应于可溶性Li2S6/Li2S4向不溶性Li2S2/Li2S的转化；充放电曲线之间的距离可以很好的反映电池的极化情况，从图中可以看出，应用AP-SLS与AP-AM粘结剂的锂硫电池相比于应用PVDF与CMC-SBR粘结剂的锂硫电池充放电曲线间距更小，说明其极化相对较小，也表明了AP-SLS与AP-AM粘结剂即本发明中的水系粘结剂可以很大程度减小反应极化，提高氧化还原反应动力学，有效提高电池的综合性能并且减小电池容量的损失。
图3为本发明中分别采用实施例1、实施例2、对比例1和对比例2所制的锂硫电池在0.5C电流密度下的500次长循环性能图。应用AP-SLS、AP-AM、CMC-SBR及PVDF粘结剂的锂硫电池的首圈放电比容量分别为1216mAh g-1，1135mAh g-1，934mAh g-1和851mAh g-1，经过500次循环后，四种电池的放电比容量分别为607mAh g-1，588mAh g-1，287mAh g-1及160mAh g-1。可以看出应用AP-SLS粘结剂的锂硫电池循环稳定最好，初始放电比容量高，AP-AM粘结剂其次，容量衰减也远低于应用CMC-SBR及PVDF粘结剂的锂硫电池，说明锂硫电池严峻的“穿梭效应”在应用AP-SLS或AP-AM粘结剂后得到了很明显的改善，电池表现出更优异的电化学性能和更稳定的循环性能。
图4为由本发明中分别采用实施例1和对比例2所制的锂硫电池在0.5C电流密度下的循环前及循环50次后的交流阻抗图。锂硫电池的交流阻抗曲线由分别对应于电荷传递过程与Li+在电解液-电极界面扩散过程的一个半圆与一条斜直线组成，半圆直径越小，锂硫电池的电荷传递阻抗(Rct)越小，相反，半圆直径越大电荷传递阻抗也越大。从图中可以看出，循环前后应用PVDF粘结剂的锂硫电池的半圆直径相比于应用AP-SLS粘结剂的锂硫电池都较大，表明了其较大的电荷传递阻抗，也说明了本发明中的水系粘结剂可以提高电池中活性物质的分散效果以及硫正极结构的完整性，为电子传输提供快速、坚固的通道，使得电池的阻抗减小，有效提高循环过程中硫的利用率。
图5为由本发明中分别采用实施例1和对比例2所制的锂硫电池在0.5C电流密度下的循环50次后的金属锂负极电镜图。从图中可以看出，采用本发明粘结剂锂硫电池相对应的金属锂阳极经过多次循环后仍保持相对光滑的表面，而对应于PVDF粘结剂的锂箔表面呈现不完整的状态，其表面有大量的孔洞和裂纹，说明了AP-SLS粘结剂可以抑制循环过程中产生的可溶性多硫化物在正负极之间的穿梭，有效降低了对锂负极的腐蚀作用，从而提高了锂硫电池的长循环寿命。
图6为由本发明中采用实施例1所制的锂硫电池在0.2C电流密度下的高载量长循环性能图。为满足实际应用，且满足电动汽车的高能量密度要求，对高载量锂硫电池的研究是具有很大意义的，将硫负载提高到5.83mg cm-2进行循环，0.2C下首圈放电比容量为811mAh g-1，经过100次循环后衰减213mAh g-1，容量保持率为73.7％，说明在高载量锂硫电池中，本发明的水系粘结剂AP-SLS可有效阻止可溶性多硫化物的扩散，将其束缚在硫正极区域，并且可以加快反应的动力学，提高硫正极的结构强度和活性物质的利用率，从而实现了高载量锂硫电池的高容量保持率。
综上所述，本发明提供了一种由极性高分子聚合物和一种具有强吸附性的减水剂聚合物在溶剂水中混合交联而成的锂硫电池正极用水系粘结剂。本发明提供的水系粘结剂中由于含有强分散性及强吸附性的木质素磺酸钠(或树状支化大分子聚酰胺-胺树枝状分子PAMAM)以及多极性基团的高分子聚合物，不仅易制得机械强度高且结构稳定的电极片，有效降低电池的内阻，减小极化，改善活性物质的分散性，从而提高硫的利用率。还能够通过强吸附作用，阻止可溶性多硫化物向锂负极迁移，有效抑制了锂硫电池的“穿梭效应”，减缓了对金属锂表面的腐蚀，加快了反应的动力学，实现了锂硫电池高比容量、高载量及稳定的长循环寿命。

Claims (10)

1.一种锂硫电池正极用水系粘结剂，其特征在于：所述水系粘结剂由极性高分子聚合物与具有强吸附性的减水剂聚合物在溶剂水中混合交联而成，其中：所述极性高分子聚合物为聚碳酸酯(PC)、聚丙烯酰胺(PAM)、丁腈橡胶(NBR)、聚丙烯腈(PAN)、环氧树脂、丙烯酸酯、聚乙烯醇(PVA)、酚醛树脂、聚醚醚酮(PEEK)、聚砜(PSF)、聚苯硫醚(PPS)、氨基树脂、聚乳酸中的任一种或多种的混合物；所述减水剂聚合物为木质素磺酸盐或树状支化大分子的任一种。
2.根据权利要求1所述的锂硫电池正极用水系粘结剂，其特征在于：所述极性高分子聚合物与减水剂聚合物的质量比为1～10：1～10。
3.根据权利要求1所述的锂硫电池正极用水系粘结剂，其特征在于：所述极性高分子聚合物的分子量为200～2500wDa。
4.根据权利要求1所述的锂硫电池正极用水系粘结剂，其特征在于：所述的木质素磺酸盐的分子量为200～30000Da，为木质素磺酸钠、木质素磺酸钙、木质素磺酸镁、木质素磺酸钾、木质素磺酸铵等任一种或多种的混合物。
5.根据权利要求1所述的锂硫电池正极用水系粘结剂，其特征在于：所述树状支化大分子为聚酰胺-胺树枝状分子、聚芳醚型树状大分子、聚芳酯型树状大分子、芳香基醛烃树状大分子等超高支化聚合物中的任一种或多种的混合物。
6.权利要求1～5所述的锂硫电池正极用水系粘结剂的制备方法，所述方法具体包括如下步骤：
将所述极性高分子聚合物与减水剂聚合物分别采用去离子水分散均匀后按配比混合，室温下搅拌12～24h，使聚合物分子自交联，得到所述的锂硫电池硫正极用粘结剂。
7.权利要求1～5所述锂硫电池正极用水系粘结剂的应用，其特征在于：可用于制备锂硫电池正极。
8.一种锂硫电池正极，其特征在于：包括正极活性物质、导电剂与粘结剂，其中：所述正极活性物质为单质硫、硫化物、含硫复合物中的一种或几种；所述粘结剂为权利要求1～5所述锂硫电池正极用水系粘结剂或权利要求6所述方法制得的锂硫电池正极用水系粘结剂。
9.一种锂硫电池正极，其特征在于：所述正极活性物质、导电剂与粘结剂的质量比为1～10：1～10：1～5。
10.一种锂硫电池，其特征在于：包括锂硫电池正极、聚合物隔膜基体、电解液和金属锂负极，所述锂硫电池正极为权利要求1～5所述锂硫电池正极用水系粘结剂或权利要求6所述方法制得的锂硫电池正极用水系粘结剂。
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