CN112259814A - 一种提升锂硫电池容量保持率的方法 - Google Patents

一种提升锂硫电池容量保持率的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112259814A
CN112259814A CN202011016854.0A CN202011016854A CN112259814A CN 112259814 A CN112259814 A CN 112259814A CN 202011016854 A CN202011016854 A CN 202011016854A CN 112259814 A CN112259814 A CN 112259814A
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
cut
lithium
polysulfide
sulfur
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.)
Pending
Application number
CN202011016854.0A
Other languages
English (en)
Inventor
郑陈彪
张新民
李城星
张珏雯
漆文豪
陈璐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dongguan HEC Tech R&D Co Ltd
Dongguan Dongyang Guangke Research and Development Co Ltd
Original Assignee
Dongguan HEC Tech R&D Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dongguan HEC Tech R&D Co Ltd filed Critical Dongguan HEC Tech R&D Co Ltd
Priority to CN202011016854.0A priority Critical patent/CN112259814A/zh
Publication of CN112259814A publication Critical patent/CN112259814A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H01M10/446—Initial charging measures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H01M10/448—End of discharge regulating measures
    • 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

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明提供一种提升锂硫电池容量保持率的方法。所述方法将组装好的锂硫电池的在正常充放电循环前或者进行1‑5次正常充放电循环后，再将其在设置截止电压为产生多硫化物的电压区间进行充放电并静置，使其在充放电过程中产生的多硫化物充分溶解在电解液中，从而通过隔膜在正负极区域穿梭，使正负极区域的多硫化物浓度相同，从而抑制了浓度梯度导致的多硫化物穿梭效应，提高电池的循环性能。

Description

一种提升锂硫电池容量保持率的方法
技术领域
本发明属于锂硫电池技术领域，具体涉及一种提升锂硫电池容量保持率的方法。
背景技术
随着移动电子设备和电动汽车的快速发展，对具有高比能量、长循环寿命的二次锂电池的需求急剧增长。在新的储能体系中，锂硫电池的理论比容量高达2600Wh/kg，并且单质硫价格低廉、环境友好，成为下一代最具有发展前景的高比能二次电池之一。
目前，锂硫电池存在以下问题：
(1)锂硫电池在充放电过程中会产生易溶于电解液的多硫化物，多硫化物会在电场力和浓度梯度的作用下，通过隔膜在正负极区域来回穿梭，也就是通常所说的“穿梭效应”，导致容量衰减较快；
(2)锂硫电池在充放电过程中的中间产物多硫化物会与电解液中的硝酸锂以及醚类溶剂反应，在锂金属负极表面形成一层SEI膜，随着反应的不断进行，这层SEI膜会不断的生成与消耗，导致电解液的不断消耗，电解液的不断消耗会使锂盐浓度不断增加、电解液黏度不断增大，导致锂离子迁移速度下降，从而导致容量衰减较快，直至电池停止工作。
为了解决上述问题，现有技术一般通过掺杂包覆等方法进行改性，如Long等人通过氮掺杂，制备了氮含量为8％介孔碳/单质硫复合材料，通过杂原子掺杂来吸附中间产物多硫化物，从而抑制多硫化物的迁移，从而提升电池的循环性能。上述方法能在一定程度上抑制多硫化物的穿梭效应，但制备工艺复杂，成本较高，且对多硫化物穿梭的抑制效果不够强。又如CN1269255C通过设置低电流密度充电到产生多硫化物的中间电压，后设置高电流密度继续充电到产生硫的截止电压，由于锂硫电池为固液固反应机制，充电过程中由中间产物多硫化物转化为硫的过程非常缓慢，在低电流密度下，过充现象比较严重，故该专利通过在多硫化物转化为硫的过程中将充电电流密度提高，来加快其转化速率，从而抑制了过充现象。该方法主要作用是抑制过充现象，对于多硫化物的穿梭效应抑制作用并不大。
发明内容
本发明旨在至少一定程度地解决下述技术问题中的之一：
(1)锂硫电池在充放电过程中产生的中间产物多硫化物因溶解于电解液，导致正负极区域的电场力及浓度梯度不同而产生穿梭效应，使容量衰减较快，循环性能不佳等问题；
(2)多硫化物穿梭到锂负极区域，在锂负极表面不断生成、破坏SEI膜而导致电解液的不断被消耗的问题。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种提升锂硫电池容量保持率的方法，包括：将组装好的锂硫电池在正常充放电循环前或者进行1-5次正常充放电循环后，进行包括如下设置工序的充放电程序：
S1：按照S1-1或S1-2进行
S1-1：将组装好的锂硫电池进行放电，放电到产生多硫化物的截止电压，静置；然后继续放电到产生硫化锂的截止电压，或者直接充电，充电到产生多硫化物的截止电压或充电到产生硫的截止电压；
S1-2：将组装好的锂硫电池进行放电，放电到产生硫化锂的截止电压；然后直接充电，充电到产生多硫化物的截止电压或充电到产生硫的截止电压；
S2：根据S1结果的不同，按照S2-1、S2-2或S2-3进行
S2-1：若S1中充电到产生多硫化物的截止电压，则静置；然后继续充电到产生硫的截止电压，或者直接放电，放电到产生多硫化物的截止电压或放电到产生硫化锂的截止电压；
S2-2：若S1-1中充电到产生硫的截止电压，则直接放电，放电到产生多硫化物的截止电压或放电到产生硫化锂的截止电压；
S2-3：若S1-2中充电到产生硫的截止电压，则直接放电，放电到产生多硫化物的截止电压，静置；然后继续放电到产生硫化锂的截止电压，或者直接充电，充电到产生多硫化物的截止电压或充电到产生硫的截止电压。
本发明将组装好的锂硫电池在投入正常使用前进行特定的充放电循环，在锂硫电池充放电过程设置截止电压为产生多硫化物的电压区间，使其在充放电过程中产生的多硫化物充分溶解在电解液中，从而通过隔膜在正负极区域穿梭，使正负极区域的多硫化物浓度相同，从而抑制了浓度梯度导致的多硫化物穿梭效应，提高电池的循环性能。若正常充放电循环次数太多，则该电池容量已经衰减较多，再使用该方法则无明显效果，所以需要在电池容量衰减之前或极少衰减后使用该方法进行充放电，来提升容量保持率。
进一步地，所述产生多硫化物的截止电压为2.1-2.4V，例如：2.1V、2.2V、2.3V、2.4V，等等。
进一步地，所述产生硫化锂的截止电压为1.5-2.0V，例如：1.5V、1.6V、1.7V、1.8V、1.9V、2.0V，等等。
进一步地，所述产生硫的截止电压大于2.4V，优选2.5-3.0V，例如：2.5V、2.6V、2.7V、2.8V、2.9V、3.0V，等等。
本发明提供的方法中，放电过程中，放电设置产生多硫化物的截止电压的过程可以是任意一个放电过程。可设置一步或多步放电到产生多硫化物的截止电压，静置；具体地，可根据充放电比容量和循环性能调节一步或多步。
静置的作用是让正极区域产生的多硫化物有足够的时间通过隔膜穿梭到负极区域，使两边的浓度相当，从而抑制穿梭效应。
具体地，放电到产生多硫化物的截止电压后的静置时间可根据放电比容量及循环情况进行调节，例如可以为0.5-120h，优选12-72h，例如：12h、15h、18h、20h、22h、25h、28h、30h、32h、35h、38h、40h、42h、45h、48h、50h、52h、55h、58h、60h、62h、65h、68h、70h、72h，等等。
本发明提供的方法中，充电过程中，充电设置产生多硫化物的截止电压的过程也可以是任意一个充电过程。可设置一步或多步充电到产生多硫化物的截止电压，静置。具体地，可根据充放电比容量和循环性能调节一步或多步。
静置的作用是让正极区域产生的多硫化物有足够的时间通过隔膜穿梭到负极区域，使两边的浓度相当，从而抑制穿梭效应。
具体地，充电到产生多硫化物的截止电压后的静置时间可根据充电比容量及循环情况进行调节，例如可以为0.5-120h，优选12-72h，例如：12h、15h、18h、20h、22h、25h、28h、30h、32h、35h、38h、40h、42h、45h、48h、50h、52h、55h、58h、60h、62h、65h、68h、70h、72h，等等。
所述充放电过程中，电流密度无特别要求。根据本发明提供的实施方式，充放电电流密度为0.01-2C，例如：0.01C、0.05C、0.1C、0.15C、0.2C、0.25C、0.3C、0.35C、0.4C、0.45C、0.5C、0.55C、0.6C、0.65C、0.7C、0.75C、0.8C、0.85C、0.9C、0.95C、1C、1.5C、2C，等等。
本发明提供的方法中，所述步骤S1、S2可交替重复进行，优选地，所述重复次数为1-10次。
所述多硫化物的组成为Li2Sx，x为3-8。
本发明提供的方法中，所述组成锂硫电池的正极材料、负极材料和电解液等无特别限制。本领域任何公知的可以在充放电过程成产生多硫化物的含硫正极材料都可以用于本发明，例如：通过各种掺杂改性的碳硫复合材料、金属氧化物/硫复合材料等等。
本领域任何公知的含锂负极材料都可以用于本发明，例如：金属锂、改性金属锂(如锂/碳复合材料、锂表面包覆一层疏水分子层、锂表面进行人造SEI膜等)等。
本领域任何公知的电解液都可以用于本发明，例如可以使用[LiTFSI/溶剂+添加剂(体系)，其中，锂盐LiTFSI可以是LiClO4、LiSO3CF3、LiPF6、LiBOB等中的一种或多种；溶剂可以是乙二醇二甲醚(DME)、1,3-二氧戊烷(DOL)、四甘醇二甲醚(TEGDME)、四氢呋喃(THF)、甲基乙基砜(EMS)、二乙二醇二甲醚(DG)等中的一种或多种；添加剂可以是LiNO3、P2S5、LiSx(x＝3-8)、TOL、DMTS、甲基硫醚类化合物等中的一种或多种。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
本发明通过在充放电过程中，设置截止电压为产生多硫化物的电压区间，静置一段时间，后正常充放电，使充放电过程中产生的多硫化物充分溶解在电解液中，通过隔膜穿梭到负极区域，使正负极区域的多硫化物浓度相当，抑制了充放电过程中多硫化物因浓度梯度导致的穿梭效应，从而大幅度提升循环性能，并且穿梭到负极区域的多硫化物与电解液反应，在锂负表面形成一层致密的SEI膜，抑制了锂负极与电解液反应被不断腐蚀，一方面保护了锂负极，另一方面抑制了电解液的不断消耗，从而提升了电池的循环性能。
具体实施方式
除非另外说明，本发明所使用的所有科技术语具有与本发明所属领域技术人员的通常理解相同的含义。本发明涉及的所有专利和公开出版物通过引用方式整体并入本发明。术语“包含”或“包括”为开放式表达，即包括本发明所指明的内容，但并不排除其他方面的内容。
根据本发明提供的实施方式，所述正极片的制备方法包括：将碳材料与硫混合得到活性材料；将该活性材料与导电剂、粘结剂混合配成浆料；将该浆料涂覆于铝箔，得到正极片。
具体地，所述碳材料可以是SP、CNT、石墨烯、KB、KS-6、生物质碳、自制掺杂改性碳中的一种或多种。
所述导电剂为SP、CNT、KS-6、KB中的一种或多种。
所述粘结剂为PVDF。
具体地，所述碳材料与硫的质量比为1:1～9。
具体地，所述活性材料与导电剂、粘结剂的质量比为(1～9.8)：(0.1～5)：(0.1～5)。
根据本发明提供的一些实施方式，所述正极片的制备方法包括：取0.3g KB、0.7gS混合研磨，得到活性物质；取0.7g活性物质、0.2g SP、0.1g PVDF加入到17.5gNMP中混合搅拌5h，得到浆料；将该浆料涂布，70℃真空干燥，切片，得到正极片。
所述负极片为金属锂片。
所述电解液的组成为：1mol/L LiTFSI/(DOL+DME＝体积比1:1)+1wt％LiNO3。
将上述正极片、负极片和电解液进行组装，得到扣式电池。
根据本发明提供的一些实施方式，所述提升锂硫电池容量保持率的方法，包括：将组装好的锂硫电池在正常充放电循环之前，进行包括如下设置工序的充放电程序：
S1：按照S1-1或S1-2进行
S1-1：将组装好的锂硫电池进行放电，放电到产生多硫化物的截止电压，静置；然后继续放电到产生硫化锂的截止电压，或者直接充电，充电到产生多硫化物的截止电压或充电到产生硫的截止电压；
S1-2：将组装好的锂硫电池进行放电，放电到产生硫化锂的截止电压；然后直接充电，充电到产生多硫化物的截止电压或充电到产生硫的截止电压；
S2：根据S1结果的不同，按照S2-1、S2-2或S2-3进行
S2-1：若S1中充电到产生多硫化物的截止电压，则静置；然后继续充电到产生硫的截止电压，或者直接放电，放电到产生多硫化物的截止电压或放电到产生硫化锂的截止电压；
S2-2：若S1-1中充电到产生硫的截止电压，则直接放电，放电到产生多硫化物的截止电压或放电到产生硫化锂的截止电压；
S2-3：若S1-2中充电到产生硫的截止电压，则直接放电，放电到产生多硫化物的截止电压，静置；然后继续放电到产生硫化锂的截止电压，或者直接充电，充电到产生多硫化物的截止电压或充电到产生硫的截止电压。
在一些实施方式中，所述提升锂硫电池容量保持率的方法，包括：将组装好的锂硫电池在正常充放电循环之前，进行包括如下设置工序的充放电程序：
S1：将组装好的锂硫电池进行放电，放电到产生多硫化物的截止电压，静置；然后继续放电到产生硫化锂的截止电压，然后直接充电，充电到产生多硫化物的截止电压；
S2：根据S1结果的不同，按照S2-1或S2-2进行
S2-1：若S1中充电到产生多硫化物的截止电压，则静置；然后继续充电到产生硫的截止电压，或者直接放电，放电到产生多硫化物的截止电压或放电到产生硫化锂的截止电压；
S2-2：若S1中充电到产生硫的截止电压，则直接放电，放电到产生多硫化物的截止电压或放电到产生硫化锂的截止电压。
在另一些实施方式中，所述提升锂硫电池容量保持率的方法，包括：将组装好的锂硫电池在正常充放电循环之前，进行包括如下设置工序的充放电程序：
S1：将组装好的锂硫电池进行放电，放电到产生多硫化物的截止电压，静置；然后继续放电到产生硫化锂的截止电压，然后直接充电，充电到产生硫的截止电压；
S2：根据S1结果的不同，按照S2-1或S2-3进行
S2-1：若S1中充电到产生多硫化物的截止电压，则静置；然后继续充电到产生硫的截止电压，或者直接放电，放电到产生多硫化物的截止电压或放电到产生硫化锂的截止电压；
S2-3：若S1中充电到产生硫的截止电压，则直接放电，放电到产生多硫化物的截止电压，静置；然后继续放电到产生硫化锂的截止电压，或者直接充电，充电到产生多硫化物的截止电压或充电到产生硫的截止电压。
根据本发明提供的另一些实施方式，所述提升锂硫电池容量保持率的方法，包括：将组装好的锂硫电池进行1-5次正常充放电循环后，进行包括如下设置工序的充放电程序：
S1：按照S1-1或S1-2进行
S1-1：将组装好的锂硫电池进行放电，放电到产生多硫化物的截止电压，静置；然后继续放电到产生硫化锂的截止电压，或者直接充电，充电到产生多硫化物的截止电压或充电到产生硫的截止电压；
S1-2：将组装好的锂硫电池进行放电，放电到产生硫化锂的截止电压；然后直接充电，充电到产生多硫化物的截止电压或充电到产生硫的截止电压；
S2：根据S1结果的不同，按照S2-1、S2-2或S2-3进行
S2-1：若S1中充电到产生多硫化物的截止电压，则静置；然后继续充电到产生硫的截止电压，或者直接放电，放电到产生多硫化物的截止电压或放电到产生硫化锂的截止电压；
S2-2：若S1-1中充电到产生硫的截止电压，则直接放电，放电到产生多硫化物的截止电压或放电到产生硫化锂的截止电压；
S2-3：若S1-2中充电到产生硫的截止电压，则直接放电，放电到产生多硫化物的截止电压，静置；然后继续放电到产生硫化锂的截止电压，或者直接充电，充电到产生多硫化物的截止电压或充电到产生硫的截止电压。
在一些实施方式中，所述提升锂硫电池容量保持率的方法，包括：将组装好的锂硫电池进行1-5次正常充放电循环后，进行包括如下设置工序的充放电程序：
S1：将组装好的锂硫电池进行放电，放电到产生多硫化物的截止电压，静置；然后继续放电到产生硫化锂的截止电压，然后直接充电，充电到产生多硫化物的截止电压；
S2：根据S1结果的不同，按照S2-1或S2-2进行
S2-1：若S1中充电到产生多硫化物的截止电压，则静置；然后继续充电到产生硫的截止电压，或者直接放电，放电到产生多硫化物的截止电压或放电到产生硫化锂的截止电压；
S2-2：若S1中充电到产生硫的截止电压，则直接放电，放电到产生多硫化物的截止电压或放电到产生硫化锂的截止电压。
在另一些实施方式中，所述提升锂硫电池容量保持率的方法，包括：将组装好的锂硫电池在正常充放电循环进行1-5次正常充放电循环后，进行包括如下设置工序的充放电程序：
S1：将组装好的锂硫电池进行放电，放电到产生多硫化物的截止电压，静置；然后继续放电到产生硫化锂的截止电压，然后直接充电，充电到产生硫的截止电压；
S2：根据S1结果的不同，按照S2-1或S2-3进行
S2-1：若S1中充电到产生多硫化物的截止电压，则静置；然后继续充电到产生硫的截止电压，或者直接放电，放电到产生多硫化物的截止电压或放电到产生硫化锂的截止电压；
S2-3：若S1中充电到产生硫的截止电压，则直接放电，放电到产生多硫化物的截止电压，静置；然后继续放电到产生硫化锂的截止电压，或者直接充电，充电到产生多硫化物的截止电压或充电到产生硫的截止电压。
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
将组装好的锂硫电池在正常充放电循环前，按照下述条件进行充放电：
在首次放电过程中设置截止电压为产生多硫化物的电压2.1V，放电电流密度为0.1C，静置24h，使多硫化物充分溶解，充电，充电截止电压为产生多硫化物的电压2.3V，充电电流密度为0.1C；然后静置24h，使多硫化物充分溶解，继续放电，放电截止电压为正常放电电压1.9V，放电电流密度为1C，即产生最终产物硫化锂的电压，继续充电，充电截止电压为正常充电电压2.7V，充电电流密度为1C，即产生最终产物硫的电压。
将经过上述充放电循环的扣式电池在1.9～2.7V正常充放电电压区间1C循环。
实施例2
将组装好的锂硫电池在正常充放电循环前，按照下述条件进行充放电：
在首次放电过程中设置截止电压为产生多硫化物的电压2.1V，放电电流密度为0.1C，静置24h，使多硫化物充分溶解，充电，充电截止电压为正常充电电压2.7V，充电电流密度为0.1C，即产生最终产物硫的电压，放电截止电压为正常放电电压1.9V，放电电流密度为1C，即产生最终产物硫化锂的电压，继续充电，充电截止电压为正常充电电压2.7V，充电电流密度为1C，即产生最终产物硫的电压。
将经过上述充放电循环的扣式电池在1.9～2.7V正常充放电电压区间1C循环。
实施例3
将组装好的锂硫电池在正常充放电循环前，按照下述条件进行充放电测试：
在首次放电过程中设置放电截止电压为正常放电电压1.9V，放电电流密度为0.1C，即产生最终产物硫化锂的电压，充电，充电截止电压为产生多硫化物的电压2.3V，充电电流密度为0.1C，静置24h，使多硫化物充分溶解，继续放电，放电截止电压为正常放电电压1.9V，放电电流密度为1C，即产生最终产物硫化锂的电压，继续充电，充电截止电压为正常充电电压2.7V，充电电流密度为1C，即产生最终产物硫的电压。
将经过上述充放电循环的扣式电池在1.9～2.7V正常充放电电压区间1C循环。
实施例4
将组装好的锂硫电池在正常充放电循环1次后，正式循环前，再进行设定工序的充放电，具体如下：
在首次放电过程中设置截止电压为正常放电电压1.9V，放电电流密度为0.1C，即产生最终产物硫化锂的电压，充电，充电截止电压为正常充电电压2.7V，充电电流密度为0.1C，即产生最终产物硫的电压，继续放电，放电过程中设置截止电压为产生多硫化物的电压2.1V，放电电流密度为0.1C，静置24h，使多硫化物充分溶解，继续充电，充电截止电压为产生多硫化物的电压2.3V，充电电流密度为0.1C，静置24h，使多硫化物充分溶解，继续放电，放电截止电压为正常放电电压1.9V，放电电流密度为1C，即产生最终产物硫化锂的电压，继续充电，充电截止电压为正常充电电压2.7V，充电电流密度为1C，即产生最终产物硫的电压。
将经过上述充放电循环的扣式电池在1.9～2.7V正常充放电电压区间1C循环。
对比例1
将组装好的锂硫电池直接在1.9～2.7V正常充放电电压区间1C循环，不进行设定条件的充放电。
性能测试
实施例1-4以及对比例1中的扣式电池在1.9～2.7V正常充放电电压区间1C循环的测试数据如表1所示。
表1
例别 1C首圈放电比容量(mAh/g) 100圈放电比容量(mAh/g) 容量保持率
实施例1 628 603 96％
实施例2 673 612 91％
实施例3 750 690 92％
实施例4 705 691 98％
对比例1 832 499 60％
从上表中本发明的实施例与对比例1电化学性能对比可以看出，实施例对锂硫电池容量保持率有明显的提升效果，而实施例1-4中，采用不同静置次数，对容量保持率的提升效果也不同，且静置位置不同，正常充放电的放电比容量和循环性能也会有所不同。优选地，先进行1-5次正常充放电循环，将电池进行活化处理，再使用该方法来提升容量保持率，放电比容量和循环性能提升效果可达到最大化，如实施例4。
尽管对本发明已做出了详细的说明，并列出了一些具体实例，但对本领域技术人员而言，只要不脱离本发明的精神，对本方法所做的各种调整均被视为包含在本发明的范围内。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

Claims (10)

1.一种提升锂硫电池容量保持率的方法，其特征在于，包括：将组装好的锂硫电池在正常充放电循环前或者进行1-5次正常充放电循环后，进行包括如下设置工序的充放电程序：
S1：按照S1-1或S1-2进行
S1-1：将组装好的锂硫电池进行放电，放电到产生多硫化物的截止电压，静置；然后继续放电到产生硫化锂的截止电压，或者直接充电，充电到产生多硫化物的截止电压或充电到产生硫的截止电压；
S1-2：将组装好的锂硫电池进行放电，放电到产生硫化锂的截止电压；然后直接充电，充电到产生多硫化物的截止电压或充电到产生硫的截止电压；
S2：根据S1结果的不同，按照S2-1、S2-2或S2-3进行
S2-1：若S1中充电到产生多硫化物的截止电压，则静置；然后继续充电到产生硫的截止电压，或者直接放电，放电到产生多硫化物的截止电压或放电到产生硫化锂的截止电压；
S2-2：若S1-1中充电到产生硫的截止电压，则直接放电，放电到产生多硫化物的截止电压或放电到产生硫化锂的截止电压；
S2-3：若S1-2中充电到产生硫的截止电压，则直接放电，放电到产生多硫化物的截止电压，静置；然后继续放电到产生硫化锂的截止电压，或者直接充电，充电到产生多硫化物的截止电压或充电到产生硫的截止电压。
2.根据权利要求1所述的提升锂硫电池容量保持率的方法，其特征在于，所述产生多硫化物的截止电压为2.1-2.4V。
3.根据权利要求1所述的提升锂硫电池容量保持率的方法，其特征在于，所述产生硫化锂的截止电压为1.5-2.0V。
4.根据权利要求1所述的提升锂硫电池容量保持率的方法，其特征在于，所述产生硫的截止电压大于2.4V。
5.根据权利要求1所述的提升锂硫电池容量保持率的方法，其特征在于，所述静置时间为0.5-120h，优选为12-72h。
6.根据权利要求1所述的提升锂硫电池容量保持率的方法，其特征在于，所述步骤S1或S2充放电程序中，电流密度为0.01-2C。
7.根据权利要求1所述的提升锂硫电池容量保持率的方法，其特征在于，所述充放电过程中的电流密度为0.01-2C。
8.根据权利要求1-7任一项所述的提升锂硫电池容量保持率的方法，其特征在于，所述步骤S1、S2可交替重复进行，优选地，所述重复次数为1-10次。
9.根据权利要求1-7任一项所述的提升锂硫电池容量保持率的方法，其特征在于，所述正常充放电循环的电压为1.5-3.0V。
10.根据权利要求1-7任一项所述的提升锂硫电池容量保持率的方法，其特征在于，所述正常充放电循环的电流密度为0.1-5C。
CN202011016854.0A 2020-09-24 2020-09-24 一种提升锂硫电池容量保持率的方法 Pending CN112259814A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011016854.0A CN112259814A (zh) 2020-09-24 2020-09-24 一种提升锂硫电池容量保持率的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011016854.0A CN112259814A (zh) 2020-09-24 2020-09-24 一种提升锂硫电池容量保持率的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112259814A true CN112259814A (zh) 2021-01-22

Family

ID=74232641

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011016854.0A Pending CN112259814A (zh) 2020-09-24 2020-09-24 一种提升锂硫电池容量保持率的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112259814A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112928352A (zh) * 2021-02-10 2021-06-08 中国科学院金属研究所 一种锂硫电池的阶梯充电技术

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040046133A (ko) * 2002-11-26 2004-06-05 삼성에스디아이 주식회사 리튬 설퍼 전지의 충전방법
KR100550981B1 (ko) * 2003-09-24 2006-02-13 삼성에스디아이 주식회사 리튬 설퍼 전지의 충전 방법
CN102969542A (zh) * 2004-01-06 2013-03-13 赛昂能源有限公司 锂硫电池的充电方法
US20150221990A1 (en) * 2014-02-04 2015-08-06 Nissan North America, Inc. Lithium sulfur battery pulse charging method and pulse waveform
WO2015157859A1 (fr) * 2014-04-15 2015-10-22 HYDRO-QUéBEC Procédé de charge / décharge électrochimique d'une batterie lithium-soufre (li-s) et dispositif de mise en oeuvre dudit procédé
CN106159361A (zh) * 2016-09-30 2016-11-23 上海空间电源研究所 一种锂硫电池充电方法
CN108258346A (zh) * 2016-12-29 2018-07-06 宁德新能源科技有限公司 二次电池充电方法
KR20190025317A (ko) * 2017-09-01 2019-03-11 주식회사 엘지화학 리튬-황 이차전지의 수명 개선방법
KR20190060509A (ko) * 2017-11-24 2019-06-03 주식회사 엘지화학 리튬-황 전지의 수명특성 개선방법 및 그 방법을 적용하여 제조된 리튬-황 전지
CN110649341A (zh) * 2019-11-06 2020-01-03 谈益 一种高能电源的电成型方法
CN110800134A (zh) * 2017-07-26 2020-02-14 株式会社Lg化学 改善锂硫电池的寿命的方法
CN111370791A (zh) * 2020-03-16 2020-07-03 中山大学 一种锂硫电池化成方法及该化成方法制备的锂硫电池

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040046133A (ko) * 2002-11-26 2004-06-05 삼성에스디아이 주식회사 리튬 설퍼 전지의 충전방법
KR100550981B1 (ko) * 2003-09-24 2006-02-13 삼성에스디아이 주식회사 리튬 설퍼 전지의 충전 방법
CN102969542A (zh) * 2004-01-06 2013-03-13 赛昂能源有限公司 锂硫电池的充电方法
US20150221990A1 (en) * 2014-02-04 2015-08-06 Nissan North America, Inc. Lithium sulfur battery pulse charging method and pulse waveform
WO2015157859A1 (fr) * 2014-04-15 2015-10-22 HYDRO-QUéBEC Procédé de charge / décharge électrochimique d'une batterie lithium-soufre (li-s) et dispositif de mise en oeuvre dudit procédé
CN106159361A (zh) * 2016-09-30 2016-11-23 上海空间电源研究所 一种锂硫电池充电方法
CN108258346A (zh) * 2016-12-29 2018-07-06 宁德新能源科技有限公司 二次电池充电方法
CN110800134A (zh) * 2017-07-26 2020-02-14 株式会社Lg化学 改善锂硫电池的寿命的方法
KR20190025317A (ko) * 2017-09-01 2019-03-11 주식회사 엘지화학 리튬-황 이차전지의 수명 개선방법
KR20190060509A (ko) * 2017-11-24 2019-06-03 주식회사 엘지화학 리튬-황 전지의 수명특성 개선방법 및 그 방법을 적용하여 제조된 리튬-황 전지
CN110649341A (zh) * 2019-11-06 2020-01-03 谈益 一种高能电源的电成型方法
CN111370791A (zh) * 2020-03-16 2020-07-03 中山大学 一种锂硫电池化成方法及该化成方法制备的锂硫电池

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112928352A (zh) * 2021-02-10 2021-06-08 中国科学院金属研究所 一种锂硫电池的阶梯充电技术

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109950621B (zh) 一种锂离子电池非水电解液及锂离子电池
CN102637903A (zh) 一种锂离子电池的化成方法
CN111403807B (zh) 一种锂离子电池非水电解液及锂离子电池
CN109994776B (zh) 一种锂离子电池非水电解液及锂离子电池
CN109841915B (zh) 一种高存储性能的锂离子电池的化成方法
CN112952057A (zh) 一种高能量密度无钴锂离子电池及电动车
CN111200162A (zh) 一种锂离子电池电解液及制备方法
WO2022213668A1 (zh) 电解液添加剂和含有该添加剂的非水电解液及锂离子电池
CN111477961B (zh) 一种锂离子电池非水电解液及含该非水电解液的锂离子电池
CN112259814A (zh) 一种提升锂硫电池容量保持率的方法
CN113871737A (zh) 一种含有富锂锰基材料的锂离子电池活化方法及得到的锂离子电池
CN114709398B (zh) 一种含硫快离子导体包覆石墨复合材料及其制备方法
CN116799153A (zh) 一种金属硫化物包覆改性制备正极材料的方法
CN114883648B (zh) 一种锂离子电池非水电解液和锂离子电池
CN114188606B (zh) 一种电解液及其应用
CN114583294B (zh) 固液混合电解质界面添加剂组合、锂金属电池及制备方法
CN107181001B (zh) 锂离子二次电池电解液添加剂、电解液及其应用
CN108400382B (zh) 电解液及二次电池
CN115189020A (zh) 一种电解液及二次储能电池
CN115020806A (zh) 一种电解液和含有其的锂离子电池
CN110444812B (zh) 一种电解液和包括其的锂硫电池
CN110611123A (zh) 一种锂离子电池电解液和锂离子电池
CN115332631B (zh) 一种高电压电解液及高电压锂离子电池
CN114497483B (zh) 一种负极片及其制备方法以及锂离子电池
CN114583271A (zh) 一种电解液添加剂和电解液及锂二次电池

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210122