CN110492169B - 一种焊接式一体化全固态锂硫电池及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种焊接式一体化全固态锂硫电池及其制备方法。该焊接式一体化全固态锂硫电池是由表面修饰过的硫正极、锂负极以及双烯硼酸锂盐原位聚合制得的半互穿网络双盐固态电解质膜，经热压形成三位一体的全固态锂硫电池。由本发明设计的焊接式一体化法可适用于所有全固态二次电池的构建。本发明制备的焊接式一体化全固态锂硫电池具有制备简单易行、电池各部件间界面兼容性好、电子/离子传导性高等优点，用本发明设计的焊接式一体化全固态锂硫电池放电容量高，循环寿命稳定。

Description

一种焊接式一体化全固态锂硫电池及其制备方法
技术领域
本发明属于固态电池领域，涉及一体化全固态电池的构建及其制备方法。更具体的，涉及一种焊接式一体化全固态锂硫电池及其制备方法。
背景技术
锂硫电池具有2600Wh kg-1的高理论能量密度，硫资源丰富、价格低廉，对环境友好等优点，是新一代高能量密度的二次锂电池体系。但是传统的隔膜/电解液体系一方面所用的溶剂沸点低、易燃易爆；另一方面电池反应中间产物多硫化锂易溶解在电解液中带来的“穿梭效应”导致容量衰减，这些存在的问题阻碍了锂硫电池的应用发展。固态聚合物电池是解决上述问题的理想选择之一：聚合物电解质不仅可作为电解质膜替代传统的隔膜/电解液体系，提高电池安全性能；还可应用于正极和负极等部件，构建离子传输通道、保护锂负极和抑制锂枝晶生成，改善电池性能。理想的固态聚合物电解质不仅具有良好的Li+传导率，且能与各部件功能匹配、界面兼容。
目前，国内外在固态电池方面的研究工作很多，但是在离子传导率、机械强度、与电极材料的界面兼容性以及便捷制备方法等方面还不能兼顾。本发明采用“焊接式”的理性设计思想，将表面修饰过的硫正极、锂负极和双烯硼酸锂盐原位聚合制得的半互穿网络双盐固态电解质膜，经热压形成三位一体的全固态锂硫电池。可使硫正极、电解质膜与锂负极形成一体化离子传导网络，极大改善界面兼容性。该方法具有操作时间短，工艺简单，易实现工业化大规模生产等优点。因此，本发明将有利于构建一体化全固态锂硫电池的批量化生产。
国内外固态电解质主要文献有：
[1]L.Chen,Y.T.Li,S.P.Li,L.Z.Fan,C.W.Nan,J.B.Goodenough,PEO/garnetcomposite electrolytes for solid-state lithium batteries:From“ceramic-in-polymer”to“polymer-in-ceramic”.Nano Energy,2018,46,176-184.
[2]H.Duan,Y.X.Yin,Y.Shi,P.F.Wang,X.D.Zhang,C.P.Yang,J.L.Shi,R.Wen,Y.G.Guo,L.J.Wan,Dendrite-Free Li-Metal Battery Enabled by a Thin AsymmetricSolid Electrolyte with Engineered Layers Thin Asymmetric.J.Am.Chem.Soc.2018,140,82-85.
[3]G.T.Hitz,D.W.McOwen,L.Zhang,Z.H.Ma,Z.Z.Fu,Y.Wen,Y.H.Gong,J.Q.Dai,T.R.Hamann,L.B.Hu,E.D.Wachsman,High-rate lithium cycling in a scalabletrilayer Li-garnet-electrolyte architecture.Mater.Today,2018,22,50-57.
[4]R.C.Xu,J.Yue,S.F.Liu,J.P.Tu,F.D.Han,P.Liu,C.S.Wang,Cathode-Supported All-Solid-State Lithium-Sulfur Batteries with High Cell-LevelEnergy Density.ACS Energy Lett.2019,4,1073-1079.
[5]X.Z.Chen,W.J.He,L.X.Ding,S.Q.Wang,H.H.Wang,Enhancing interfacialcontact in all solid state batteries with a cathode-supported solidelectrolyte membrane framework.Energy Environ.Sci.,2019,12,938-944.
[6]X.Li,D.H.Wang,H.C.Wang,H.F.Yan,Z.L.Gong,Y.,Yang,Poly(ethyleneoxide)-Li10SnP2S12Composite Polymer Electrolyte Enables High-Performance All-Solid-State Lithium Sulfur Battery.ACS Appl.Mater.Interfaces,2019,11,22745-22753.
[7]Y.X.Song,Y.Shi,J.Wan,S.Y.Lang,X.C.Hu,H.J.Yan,B.Liu,Y.G.Guo,R.Wen,L.J.Wan,Direct tracking of the polysulfide shuttling and interfacialevolution in all-solid-state lithium-sulfur batteries:a degradation mechanismstudy.Energy Environ.Sci.2019,DOI:10.1039/c9ee00578a.
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种焊接式一体化全固态锂硫电池，并用简单易行且低成本的方法制备。
本发明的上述目的通过以下技术方法来解决：
一种焊接式一体化全固态锂硫电池，是由表面修饰过的硫正极、锂负极以及双烯硼酸锂盐原位聚合制得的半互穿网络双盐固态电解质膜，经热压形成三位一体的全固态锂硫电池。
作为优选的，在上述的焊接式一体化全固态锂硫电池中，所述的修饰硫正极与锂负极表面的组分为：含[-C-O-C-]和/或[-C-S-C-]重复单元的导离子聚合物、小分子锂盐或杂原子掺杂导电碳组成。
作为优选的，在上述的焊接式一体化全固态锂硫电池中，所述的[-C-O-C-]和/或[-C-S-C-]重复单元数与小分子锂盐的摩尔比为0～20/1。
作为优选的，在上述的焊接式一体化全固态锂硫电池中，所述的杂原子掺杂导电碳包含N、O、S、P、B、F等杂原子掺杂的零维、一维或二维导电碳。
作为优选的，在上述的焊接式一体化全固态锂硫电池中，所述的修饰硫正极与锂负极表面的导离子聚合物为含[-C-O-C-]和/或[-C-S-C-]重复单元的导离子聚合物，其结构如下式(I)所示：
Figure BDA0002167226020000031
其中，所述n、m、j、p、q、k、g、h相同或者不同，(a)-(f)分子量可从1万至10万不等。
作为优选的，在上述的焊接式一体化全固态锂硫电池中，所述的修饰硫正极与锂负极表面的小分子锂盐如下式(II)所示的结构：
Figure BDA0002167226020000041
作为优选的，在上述的焊接式一体化全固态锂硫电池中，所述的修饰组分固含量为：0.01～0.2g/mL。
作为优选的，在上述的焊接式一体化全固态锂硫电池中，所述的硫正极与锂负极表面修饰层的厚度为：0.1～10μm。
作为优选的，在上述的焊接式一体化全固态锂硫电池中，所述的双烯硼酸锂盐原位半互穿网络双盐固态电解质膜由如下方法制成：双烯有机硼酸锂盐单体与具有交联作用的多巯基化合物单体(式-III-b)按照物质的量的比为：2/1；在线型导离子聚合物(式-III-c)与小分子锂盐(式-III-d)的混合物中进行原位聚合反应制成。
Figure BDA0002167226020000042
其中，所述R1，R2相同或者不同，选自C1～C4的直链饱和烷烃。
其中，所述双烯硼酸锂盐单体与具有交联作用的多巯基化合物单体物质的量的比为2/1。
其中，所述线型导离子聚合物分子量为：10-200万。
其中，所述小分子锂盐为：LiTFSI。
其中，所述线型导离子聚合物重复单元[-C-O-C]链段[EO]与小分子锂盐的摩尔比为：6/1≤[EO]/Li+≤20/1。
其中，所述的硼酸锂盐交联聚合物在固态电解质中所占的质量百分比为0＜z＜100％。
其中，所述的双烯硼酸锂盐原位半互穿网络双盐固态电解质膜的厚度为：30～200μm。
作为优选的，在上述的焊接式一体化全固态锂硫电池中，所述的热压温度为：50～100℃。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明制备的焊接式一体化全固态锂硫电池兼具合成简单易行、原料便宜易得、界面兼容性高、锂离子传导能力强、高温机械强度好等优点。
附图说明
图1为实施例19中制备的焊接式一体化全固态锂硫电池ASSLSB-6的交流阻抗图。
图2为实施例19中制备的焊接式一体化全固态锂硫电池ASSLSB-6的循环伏安图。
图3为实施例19中制备的焊接式一体化全固态锂硫电池ASSLSB-6在不同倍率下的循环性能图。
具体实施方式
下面列举本发明所涉及的部分化合物和焊接式一体化全固态锂硫电池的制备，以及性能测试结果，以对本发明作进一步详细的说明，但并不仅仅限于所列举的物质和制备工艺过程。
实施例1-3为表面修饰的硫正极的制备
实施例1：基于表面修饰的硫正极的制备(硫正极-1)。
以下操作都在手套箱中进行，在玛瑙球磨罐中加入：硫/碳复合材料、导电碳、粘结剂，无水N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，密封球磨均匀后用刮刀刮涂在铝箔上，室温挥发干溶剂，再50℃真空下除去残留的溶剂，裁剪为直径为12mm的圆片待用；在玻璃瓶中加入线型导离子聚合物与无水乙腈(ACN)，搅拌溶解均匀后，涂在硫正极的表面，室温挥发干溶剂。
所述的硫正极中硫的百分含量为：50％。
所述的硫正极中硫的面积载量为：1mg/cm2。
所述的线型导离子聚合物为聚氧化乙烯PEO，分子量优选10万。
所述的表面修饰组分的固含量的浓度为：0.1g/mL。
所述的表面修饰涂覆质量为：0.1mg/cm2。
所述的表面修饰涂覆厚度为1μm。
所述的硫正极样品标记编号：硫正极-1。
实施例2：基于表面修饰的硫正极的制备(硫正极-2)。
除了线型导离子聚合物改变之外，各试剂用量和操作步骤均与实施例1中一样。
所述的硫正极中硫的百分含量为：50％。
所述的硫正极中硫的面积载量为：1mg/cm-2。
所述的线型为导离子聚合物为聚硫醚PES，分子量优选10万。
所述的小分子锂盐为LiPF6。
所述的表面修饰组分的固含量的浓度为：0.1g/mL。
所述的表面修饰涂覆质量为：0.1mg/cm2。
所述的表面修饰涂覆厚度为：1μm。
所述的表面修饰的硫正极样品标记编号：硫正极-2。
实施例3：基于表面修饰的硫正极的制备(硫正极-3)。(添加小分子锂盐LiPF6)
除了线型导离子聚合物和小分子锂盐改变之外，各试剂用量和操作步骤均与实施例2中一样。
所述的硫正极中硫的百分含量为：50％。
所述的硫正极中硫的面积载量为：1mg/cm2。
所述的线型为导离子聚合物为聚硫醚PES，分子量优选10万。
所述的小分子锂盐为LiPF6。
所述的线型导离子聚合物重复单元[-C-S-C]链段[ES]与小分子锂盐的摩尔比为：20/1。
所述的表面修饰组分的固含量的浓度为：0.1g/mL。
所述的表面修饰涂覆质量为：0.1mg/cm2。
所述的表面修饰涂覆厚度为：1μm。
所述的表面修饰的硫正极样品标记编号：硫正极-3。
实施例4：表面修饰的硫正极的制备(硫正极-4)。(添加小分子锂盐和杂原子掺杂导电碳N-CNT)。
除了小分子锂盐和杂原子掺杂导电碳改变之外，各试剂用量和操作步骤均与实施例2中一样。
所述的硫正极中硫的百分含量为：50％。
所述的硫正极中硫的面积载量为：1mg/cm2。
所述的线型为导离子聚合物为聚硫醚PES，分子量优选10万。
所述的小分子锂盐为LiClO4。
所述的线型导离子聚合物重复单元[-C-S-C]链段[ES]与小分子锂盐的摩尔比为：20/1。
所述的杂原子掺杂导电碳为氮掺杂碳纳米管N-CNT。
所述的氮掺杂碳纳米管N-CNT的添加量不超过总固含量的5％。
所述的表面修饰组分的固含量的浓度为：0.1g/mL。
所述的表面修饰涂覆质量为：0.1mg/cm2。
所述的表面修饰涂覆厚度为：1μm。
所述的表面修饰的硫正极样品标记编号：硫正极-4。
实施例5：表面修饰的硫正极的制备(硫正极-5)。(添加小分子锂盐LiTFSI和杂原子掺杂导电碳N-CMK-3)。
除了小分子锂盐和杂原子掺杂导电碳改变之外，各试剂用量和操作步骤均与实施例1中一样。
所述的硫正极中硫的百分含量为：50％。
所述的硫正极中硫的面积载量为：1mg/cm2。
所述的线型为导离子聚合物为聚氧化乙烯PEO，分子量优选10万。
所述的小分子锂盐为LiTFSI。
所述的线型导离子聚合物重复单元[-C-O-C]链段[EO]与小分子锂盐的摩尔比为：20/1。
所述的杂原子掺杂导电碳为氮掺杂多孔碳N-CMK-3。
所述的氮掺杂多孔碳N-CMK-3的添加量不超过总固含量的5％。
所述的表面修饰组分的固含量的浓度为：0.1g/mL。
所述的表面修饰涂覆质量为：0.1mg/cm2。
所述的表面修饰涂覆厚度为：1μm。
所述的表面修饰的硫正极样品标记编号：硫正极-5。
实施例6：表面修饰的硫正极的制备(硫正极-6)。(添加小分子锂盐LiBOB和杂原子掺杂导电碳N-G)。
除了小分子锂盐和杂原子掺杂导电碳改变之外，各试剂用量和操作步骤均与实施例1中一样。
所述的硫正极中硫的百分含量为：50％。
所述的硫正极中硫的面积载量为：1mg/cm2。
所述的线型为导离子聚合物为聚氧化乙烯PEO，分子量优选10万。
所述的小分子锂盐为LiBOB。
所述的线型导离子聚合物重复单元[-C-O-C]链段[EO]与小分子锂盐的摩尔比为：20/1。
所述的杂原子掺杂导电碳为氮掺杂石墨烯N-G。
所述的氮掺杂石墨烯N-G的添加量不超过总固含量的5％。
所述的表面修饰组分的固含量的浓度为：0.1g/mL。
所述的表面修饰涂覆质量为：0.1mg/cm2。
所述的表面修饰涂覆厚度为：1μm。
所述的表面修饰的硫正极样品标记编号：硫正极-6。
实施例7-12为表面修饰的锂负极的制备。
实施例7：基于表面修饰的锂负极的制备(锂负极-1)。
以下操作均在手套箱中进行，用刀片将直径为16mm的金属锂片表面的钝化层除去，并用玻璃棒将其表面打磨光滑，最后用打孔器裁剪为直径为14mm的圆片待用；在玻璃瓶中加入线型导离子聚合物和无水四氢呋喃(THF)，搅拌均匀后，涂在抛光的锂片的表面，室温挥发干溶剂。
所述的锂负极为直径为14mm的抛光锂片。
所述的线型为导离子聚合物为聚氧化乙烯PEO，分子量优选10万。
所述的表面修饰组分的固含量的浓度为：0.1g/mL。
所述的表面修饰涂覆质量为：0.1mg/cm2。
所述的表面修饰涂覆厚度为：1μm。
所述的表面修饰的硫正极样品标记编号：锂负极-1。
实施例8：基于表面修饰的锂负极的制备(锂负极-2)。
除了线型导离子聚合物改变之外，各试剂用量和操作步骤均与实施例7中一样。
所述的锂负极为直径为14mm的抛光锂片。
所述的线型为导离子聚合物为聚硫醚PES，分子量优选10万。
所述的表面修饰组分的固含量的浓度为：0.1g/mL。
所述的表面修饰涂覆质量为：0.1mg/cm2。
所述的表面修饰涂覆厚度为：1μm。
所述的表面修饰的硫正极样品标记编号：锂负极-2。
实施例9：基于表面修饰的锂负极的制备(锂负极-3)。(添加小分子锂盐LiPF6)
除了线型导离子聚合物和小分子锂盐改变之外，各试剂用量和操作步骤均与实施例8中一样。
所述的锂负极为直径为14mm的抛光锂片。
所述的线型为导离子聚合物为聚硫醚PES，分子量优选10万。
所述的小分子锂盐为LiPF6。
所述的线型导离子聚合物重复单元[-C-S-C]链段[ES]与小分子锂盐的摩尔比为：20/1。
所述的表面修饰组分的固含量的浓度为：0.1g/mL。
所述的表面修饰涂覆质量为：0.1mg/cm2。
所述的表面修饰涂覆厚度为：1μm。
所述的表面修饰的硫正极样品标记编号：锂负极-3。
实施例10：基于表面修饰的锂负极的制备(锂负极-4)。(添加小分子锂盐LiClO4和杂原子掺杂导电碳N-CNT)。
除了小分子锂盐和杂原子掺杂导电碳改变之外，各试剂用量和操作步骤均与实施例8中一样。
所述的锂负极为直径为14mm的抛光锂片。
所述的线型为导离子聚合物为聚硫醚PES，分子量优选10万。
所述的小分子锂盐为LiClO4。
所述的线型导离子聚合物重复单元[-C-S-C]链段[ES]与小分子锂盐的摩尔比为：20/1。
所述的杂原子掺杂导电碳为氮掺杂碳纳米管N-CNT。
所述的氮掺杂碳纳米管N-CNT的添加量不超过总固含量的5％。
所述的表面修饰组分的固含量的浓度为：0.1g/mL。
所述的表面修饰涂覆质量为：0.1mg/cm2。
所述的表面修饰涂覆厚度为：1μm。
所述的表面修饰的硫正极样品标记编号：锂负极-4。
实施例11：基于表面修饰的锂负极的制备(锂负极-5)。(添加小分子锂盐LiTFSI和杂原子掺杂导电碳N-CMK-3)。
除了小分子锂盐和杂原子掺杂导电碳改变之外，各试剂用量和操作步骤均与实施例7中一样。
所述的锂负极为直径为14mm的抛光锂片。
所述的线型为导离子聚合物为聚氧化乙烯PEO，分子量优选10万。
所述的小分子锂盐为LiTFSI。
所述的线型导离子聚合物重复单元[-C-O-C]链段[EO]与小分子锂盐的摩尔比为：20/1。
所述的杂原子掺杂导电碳为氮掺杂多孔碳N-CMK-3。
所述的氮掺杂多孔碳N-CMK-3的添加量不超过总固含量的5％。
所述的表面修饰组分的固含量的浓度为：0.1g/mL。
所述的表面修饰涂覆质量为：0.1mg/cm2。
所述的表面修饰涂覆厚度为：1μm。
所述的表面修饰的硫正极样品标记编号：锂负极-5。
实施例12：基于表面修饰的锂负极的制备(锂负极-6)。(添加小分子锂盐LiBOB和杂原子掺杂导电碳N-G)。
除了小分子锂盐和杂原子掺杂导电碳改变之外，各试剂用量和操作步骤均与实施例7中一样。
所述的锂负极为直径为14mm的抛光锂片。
所述的线型为导离子聚合物为聚氧化乙烯PEO，分子量优选10万。
所述的小分子锂盐为LiBOB。
所述的线型导离子聚合物重复单元[-C-O-C]链段[EO]与小分子锂盐的摩尔比为：20/1。
所述的杂原子掺杂导电碳为氮掺杂石墨烯N-G。
所述的氮掺杂石墨烯N-G的添加量不超过总固含量的5％。
所述的表面修饰组分的固含量的浓度为：0.1g/mL。
所述的表面修饰涂覆质量为：0.1mg/cm2。
所述的表面修饰涂覆厚度为：1μm。
所述的表面修饰的硫正极样品标记编号：锂负极-6。
实施例13为双烯硼酸锂盐原位半互穿网络双盐固态电解质膜的制备(SSE-1)。
实施例13：以下操作均在手套箱中进行：在玻璃瓶中依次加入双烯有机硼酸锂盐单体(LiBAMB)、多巯基化合物单体(式-III-b)(PETMP)、线型导离子聚合物(式-III-c)(PEO)、小分子锂盐(式-III-d)(LiTFSI)，并加入适量无水乙腈完全溶解，用刮刀刮涂在聚四氟乙烯板上，立即紫外灯照射进行原位烯-巯点击反应，室温挥发干溶剂，裁剪成制成直径为16mm的圆片。
所述的双烯有机硼酸锂盐单体为LiBAMB。
所述的多巯基化合物单体为PETMP。
所述双烯有机硼酸锂盐单体与具有交联作用的多巯基化合物单体物质的量的比为2/1。
所述线型导离子聚合物分子量为：100万。
所述小分子锂盐为：LiTFSI。
所述线型导离子聚合物重复单元[-C-O-C]链段[EO]与小分子锂盐的摩尔比为：20/1。
所述的硼酸锂盐交联聚合物在固态电解质中所占的质量百分比为0～100％。
所述的双烯硼酸锂盐原位半互穿网络双盐固态电解质膜的厚度为：100μm。
所述的双烯硼酸锂盐原位半互穿网络双盐固态电解质膜样品标记编号：SSE-1。
实施例14-17为焊接式一体化全固态锂硫电池的制备。
实施例14：焊接式一体化全固态锂硫电池(ASSLSB-1)的制备。将实施例1制备的硫正极-1、实施例13制备的原位半互穿网络双盐固态电解质膜SSE-1和实施例7制备的锂负极-1按顺序组合在一起，并封装于2025型的口试电池壳。在50℃下预热2h，对其进行交流阻抗(R)，循环伏安(CV)和充放电循环测试。
所述的表面修饰的硫正极为实施例1制备的硫正极-1。
所述的原位半互穿网络双盐固态电解质膜为实施例13制备的SSE-1。
所述的表面修饰的锂负极为实施例7制备的锂负极-1。
所述的测试交流阻抗的温度为：60℃。
所述的测试循环伏安的温度为：60℃。
所述的测试充放电循环的温度为：60℃。
所述的测试充放电循环的倍率为：0.1C。
所述的焊接式一体化全固态锂硫电池测试标记编号：ASSLSB-1。
实施例15：焊接式一体化全固态锂硫电池(ASSLSB-2)的制备。
除了硫正极和锂负极改变之外，各操作步骤均与实施例14中一样。
所述的表面修饰的硫正极为实施例2制备的硫正极-2。
所述的原位半互穿网络双盐固态电解质膜为实施例13制备的SSE-1。
所述的表面修饰的锂负极为实施例8制备的锂负极-2。
所述的测试交流阻抗的温度为：60℃。
所述的测试循环伏安的温度为：60℃。
所述的测试充放电循环的温度为：60℃。
所述的测试充放电循环的倍率为：0.1C。
所述的焊接式一体化全固态锂硫电池测试标记编号：ASSLSB-2。
实施例16：焊接式一体化全固态锂硫电池(ASSLSB-3)的制备。
除了硫正极和锂负极改变之外，各操作步骤均与实施例14中一样。
所述的表面修饰的硫正极为实施例3制备的硫正极-3。
所述的原位半互穿网络双盐固态电解质膜为实施例13制备的SSE-1。
所述的表面修饰的锂负极为实施例9制备的锂负极-3。
所述的测试交流阻抗的温度为：60℃。
所述的测试循环伏安的温度为：60℃。
所述的测试充放电循环的温度为：60℃。
所述的测试充放电循环的倍率为：0.1C。
所述的焊接式一体化全固态锂硫电池测试标记编号：ASSLSB-3。
实施例17：焊接式一体化全固态锂硫电池(ASSLSB-4)的制备。
除了硫正极和锂负极改变之外，各操作步骤均与实施例14中一样。
所述的表面修饰的硫正极为实施例4制备的硫正极-4。
所述的原位半互穿网络双盐固态电解质膜为实施例13制备的SSE-1。
所述的表面修饰的锂负极为实施例10制备的锂负极-4。
所述的测试交流阻抗的温度为：60℃。
所述的测试循环伏安的温度为：60℃。
所述的测试充放电循环的温度为：60℃。
所述的测试充放电循环的倍率为：0.1C。
所述的焊接式一体化全固态锂硫电池测试标记编号：ASSLSB-4。
实施例18：焊接式一体化全固态锂硫电池(ASSLSB-5)的制备。
除了硫正极和锂负极改变之外，各操作步骤均与实施例14中一样。
所述的表面修饰的硫正极为实施例5制备的硫正极-5。
所述的原位半互穿网络双盐固态电解质膜为实施例13制备的SSE-1。
所述的表面修饰的锂负极为实施例11制备的锂负极-5。
所述的测试交流阻抗的温度为：60℃。
所述的测试循环伏安的温度为：60℃。
所述的测试充放电循环的温度为：60℃。
所述的测试充放电循环的倍率为：0.1C。
所述的焊接式一体化全固态锂硫电池测试标记编号：ASSLSB-5。
实施例19：焊接式一体化全固态锂硫电池(ASSLSB-6)的制备。
除了锂负极改变之外，各操作步骤均与实施例18中一样。
所述的表面修饰的硫正极为实施例5制备的硫正极-5。
所述的原位半互穿网络双盐固态电解质膜为实施例13制备的SSE-1。
所述的表面修饰的锂负极为实施例9制备的锂负极-3。
所述的测试交流阻抗的温度为：60℃。
所述的测试循环伏安的温度为：60℃。
所述的测试充放电循环的温度为：60℃。
所述的测试充放电循环的倍率为：0.1C。
所述的焊接式一体化全固态锂硫电池测试标记编号：ASSLSB-6。
实施例20：焊接式一体化全固态锂硫电池(ASSLSB-7)的制备。
除了硫正极和锂负极改变之外，各操作步骤均与实施例14中一样。
所述的表面修饰的硫正极为实施例6制备的硫正极-6。
所述的原位半互穿网络双盐固态电解质膜为实施例13制备的SSE-1。
所述的表面修饰的锂负极为实施例12制备的锂负极-6。
所述的测试交流阻抗的温度为：60℃。
所述的测试循环伏安的温度为：60℃。
所述的测试充放电循环的温度为：60℃。
所述的测试充放电循环的倍率为：0.1C。
所述的焊接式一体化全固态锂硫电池测试标记编号：ASSLSB-7。

Claims (4)

1.一种焊接式一体化全固态锂硫电池，其特征在于由表面修饰过的硫正极、锂负极以及双烯硼酸锂盐原位聚合制得的半互穿网络双盐固态电解质膜，经热压制成三位一体的全固态锂硫电池；
修饰硫正极与锂负极表面的组分为：由含[-C-O-C-]和/或[-C-S-C-]重复单元的导离子聚合物、小分子锂盐和杂原子掺杂导电碳组成；所述[-C-O-C-]和/或[-C-S-C-]重复单元数与小分子锂盐的摩尔比为20/1；所述的杂原子掺杂导电碳包含N、O、S、P、B、F杂原子掺杂的零维、一维或二维导电碳；
所述含[-C-O-C-]和/或[-C-S-C-]重复单元的导离子聚合物，其结构如下式(I)所示：
Figure FDA0003951832120000011
其中，所述n、m、j、p、q、k、g、h相同或者不同，(a)～(f)分子量为1万至10万之间；
修饰硫正极与锂负极表面的小分子锂盐如下式(II)所示的结构：
Figure FDA0003951832120000021
所述的双烯硼酸锂盐原位聚合制得的半互穿网络双盐固态电解质膜由如下方法制成：双烯有机硼酸锂盐单体与具有交联作用的多巯基化合物单体按照物质的量的比为2/1，在线型导离子聚合物与小分子锂盐的混合物中进行原位聚合反应制成。
2.根据权利要求1所述的焊接式一体化全固态锂硫电池，其特征在于所述的硫正极与锂负极表面修饰层的厚度为：0.1～10μm。
3.权利要求1所述的焊接式一体化全固态锂硫电池，其特征在于所述双烯硼酸锂盐原位聚合制得的半互穿网络双盐固态电解质膜的厚度为：30～200μm。
4.根据权利要求1所述的焊接式一体化全固态锂硫电池，其特征在于所述热压温度为50～100℃。
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