ES3051520T3 - Binder composition for manufacturing lithium-sulfur battery cathode, and lithium-sulfur battery cathode manufactured therefrom - Google Patents

Binder composition for manufacturing lithium-sulfur battery cathode, and lithium-sulfur battery cathode manufactured therefrom

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ES3051520T3 ES21898476T ES21898476T ES3051520T3 ES 3051520 T3 ES3051520 T3 ES 3051520T3 ES 21898476 T ES21898476 T ES 21898476T ES 21898476 T ES21898476 T ES 21898476T ES 3051520 T3 ES3051520 T3 ES 3051520T3
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Abstract

Se proporciona: una composición aglutinante para la fabricación de un cátodo de batería de litio-azufre, que comprende un aglutinante, un espesante y goma arábiga; el cátodo fabricado con la composición aglutinante; y una batería de litio-azufre que comprende el cátodo. La composición aglutinante comprende goma arábiga junto con un espesante y, por lo tanto, puede mejorar, al aplicarse a una batería de litio-azufre, el rendimiento de descarga inicial y el rendimiento del ciclo de la batería. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN
[0002] Composición de aglutinante para fabricar cátodo de batería de litio-azufre y cátodo de batería de litio-azufre fabricado a partir de la misma
[0003] Campo técnico
[0004] La presente invención se refiere a una composición de aglutinante para fabricar un electrodo positivo de una batería de litio-azufre, y a un electrodo positivo de una batería de litio-azufre fabricada de este modo.
[0005] Técnica anterior
[0006] Debido a la necesidad de desarrollar vehículos eléctricos e híbridos ecológicos y al rápido desarrollo de dispositivos de TI inteligentes, existe una demanda rápidamente creciente de baterías con alta capacidad y alto rendimiento. Actualmente, puesto que las baterías de iones de litio comercializadas usan sólo una densidad de energía limitada debido a problemas técnicos, el desarrollo de una batería de litio-azufre, una batería de litio-selenio o una batería de litio-aire que tenga una mayor densidad de energía está atrayendo la atención. Entre ellas, el azufre y el oxígeno, que son materiales activos de electrodo positivo en la batería de litio-azufre y la batería de litio-aire, tienen propiedades fisicoquímicas similares y sus abundantes reservas de recursos están aumentando las expectativas de comercialización.
[0007] En el caso de la batería de litio-aire o la batería de litio-azufre que usa un metal de litio que tiene características de alta potencia reductora y voltaje, y alta reversibilidad como electrodo negativo, y usa aire o azufre como electrodo positivo, la cantidad de iones de litio por peso o volumen almacenados en los productos de reacción Li<2>O<2>, LiOH y Li<2>S es mucho más alto que el de LiCoO<2>utilizado como electrodo positivo de una batería de iones de litio, y también puesto que puede almacenar más cargas que la batería de iones de litio, que usa un electrodo negativo a base de grafito con un límite máximo de almacenamiento de Li de LiC6, al usar litio metal como electrodo negativo, puede presentar una densidad de energía teórica mucho más alta que la batería de iones de litio. Sin embargo, a pesar de la alta densidad de energía teórica, puesto que la densidad de energía real es tan baja como del 20 al 45 % del valor teórico, la batería de litio-aire y la batería de litio-azufre aún no han alcanzado la comercialización y se encuentran en las primeras etapas de desarrollo.
[0008] Específicamente, en el caso de una batería de litio-aire, se requiere una alta sobretensión para que el U<2>O<2>y el U<2>O generados durante la carga se descompongan en iones de Li y O<2>, y, a diferencia de la batería de iones de litio, adopta una estructura abierta que permite que el aire exterior entre y salga, es fácil que se produzcan reacciones secundarias y la volatilización del electrolito debido a la entrada de impurezas (humedad y dióxido de carbono, etc.) del aire exterior y, como resultado, el rendimiento se deteriora rápidamente.
[0009] Además, en el caso de una batería de litio-azufre, el azufre que forma el electrodo positivo y el U<2>S, que es el producto final de la reacción, tienen la propiedad de ser un aislante eléctrico. En consecuencia, en la batería de litioazufre, se usa un electrolito con una constante dieléctrica fuerte de la serie tetraetilenglicol dimetil éter (TEGDME) y, por lo tanto, a medida que el polisulfuro soluble se mueve del electrodo positivo al electrodo negativo, se reduce a un polisulfuro monomérico inferior, y se producirá un mecanismo de lanzadera en el que el polisulfuro monomérico vuelve al electrodo positivo y después de vuelta al electrodo negativo. Como resultado, estos Li<2>S y Li<2>S<2>insolubles pueden acumularse en la superficie del electrodo negativo y otras interfaces del separador. Además, en el electrodo positivo, el polisulfuro de litio (Li<2>S<2>), que es un producto intermedio de la reacción, tiene una alta solubilidad en la solución de electrolito orgánico y, por lo tanto, se disuelve de forma continua durante la reacción de descarga, mientras que la cantidad de material de electrodo positivo se reduce, lo que conduce a una disminución repentina de la capacidad con el ciclo. Además, puesto que el azufre en sí tiene una conductividad eléctrica muy baja, se usa junto con carbono o polímero conductor, etc. Sin embargo, en este caso, la densidad de energía total de la celda se reduce debido a una disminución en el contenido de azufre.
[0010] Con el fin de resolver estos problemas, se están desarrollando e investigando diversos métodos, tales como el diseño de una estructura de electrodo positivo poroso, el desarrollo de aditivos para evitar la sobretensión o la formación de una capa de tratamiento superficial. Entre ellos, en el caso de una batería de litio-aire desde el punto de vista del desarrollo del electrodo positivo, se está considerando un método para reducir la sobretensión de carga maximizando la velocidad de reacción de la generación de iones de litio y oxígeno durante la carga con una transferencia de electrones suave haciendo que el producto de descarga Li<2>O<2>se distribuya uniformemente sin agregación dentro de la matriz conductora densa. Además, en el caso de una batería de litio-azufre, se está investigando un método para facilitar la transferencia de electrones y iones de litio para reducir la sobretensión de carga y, al mismo tiempo, suprimir la lixiviación de polisulfuro de litio en el electrodo positivo, al hacer que el Li<2>S aislante se disperse y distribuya uniformemente en la matriz conductora densa a través de un diseño estructural/composicional óptimo.
[0011] Cuando se fabrica el electrodo positivo de la batería de litio-azufre, se usa aglutinante y espesante para estabilizar la suspensión y la unión de los elementos de electrodo. Sin embargo, si sólo se usan el aglutinante y el espesante existentes para la batería de iones de litio, no se puede esperar el efecto de aumentar la reactividad o aumentar la vida útil a través del control de la lixiviación del polisulfuro de litio generado en la batería de litio-azufre. La reactividad puede cambiarse mediante la adición de un material con un grupo funcional específico que pueda controlar la lixiviación del polisulfuro de litio generado a partir del electrodo positivo durante la carga y la descarga. Sin embargo, ya que el material específico mencionado anteriormente se dispersa en la suspensión, las propiedades físicas del electrodo pueden deteriorarse durante el recubrimiento y el secado debido al cambio en las propiedades reológicas.
[0012] En consecuencia, los inventores de la presente invención han completado la presente invención investigando de forma continua una composición de aglutinante para fabricar un electrodo positivo de una batería de litio-azufre que pueda resolver los problemas descritos anteriormente.
[0013] Documento de la técnica anterior
[0014] Documentos de patente
[0015] (Documento de patente 1) Publicación de patente coreana abierta a inspección pública N.° 10-2002-0092029 El documento CN 109768282 A divulga una composición de aglutinante para electrodo positivo de batería de litioazufre que comprende uno o una pluralidad de aglutinantes acuosos de alta viscosidad y aglutinante acuoso altamente dispersable con una relación de masa de aglutinante de alta viscosidad a altamente dispersable de, por ejemplo, 3:1.
[0016] El documento CN 11080364 A divulga una composición de aglutinante para una suspensión de material activo, que comprende material conductor, SBR y goma arábiga. La composición de aglutinante para una suspensión de material activo se usa para un electrodo negativo.
[0017] El documento WO2020/097672 A1 divulga cátodos de azufre para baterías de Li-S con sistemas aglutinantes que comprenden, por ejemplo, goma arábiga, PTFE, PVdF.
[0018] Divulgación
[0019] Problema técnico
[0020] Con el fin de resolver los problemas anteriores, la presente invención proporciona una composición de aglutinante para fabricar un electrodo positivo de una batería de litio-azufre capaz de mejorar el rendimiento de descarga inicial y el rendimiento de ciclos de la batería añadiendo goma arábiga junto con un espesante a la composición de aglutinante utilizada para fabricar el electrodo positivo de la batería de litio-azufre.
[0021] Solución técnica
[0022] De acuerdo con el primer aspecto de la presente invención, la presente invención proporciona una composición de aglutinante para preparar un electrodo positivo de una batería de litio-azufre que comprende un aglutinante, un espesante y goma arábiga, en donde el aglutinante está contenido en la composición de aglutinante en una cantidad del 40 % en peso al 60 % en peso en base al peso total de la composición de aglutinante,
[0023] en donde el espesante está contenido en la composición de aglutinante en una cantidad del 20 % en peso al 35 % en peso en base al peso total de la composición de aglutinante,
[0024] en donde la goma arábiga está contenida en la composición de aglutinante en una cantidad del 10 % en peso al 30 % en peso en base al peso total de la composición de aglutinante, y
[0025] en donde la goma arábiga está contenida en la composición de aglutinante en una cantidad de 30 partes en peso a 100 partes en peso basándose en 100 partes en peso del espesante.
[0026] Se divulgan realizaciones adicionales en las reivindicaciones dependientes.
[0027] En una realización de la presente invención, el aglutinante se selecciona del grupo que consiste en fluoruro de polivinilideno (PVDF), copolímero de fluoruro de vinilideno-hexafluoropropileno (PVDF-co-HFP), alcohol polivinílico, poliacrilonitrilo, almidón, hidroxipropilcelulosa, celulosa regenerada, polivinilpirrolidona, politetrafluoroetileno, polietileno, polipropileno, acrilato de polibutilo, acrilato de polipropileno, acrilato de polietilo, acrilato de polietilhexilo, poliestireno, polímero de etileno-propileno-dieno (EPDM), EPDM sulfonado, caucho de estirenobutadieno (SBR), caucho fluorado, combinaciones de los mismos y copolímeros de los mismos.
[0028] En una realización de la presente invención, el espesante se selecciona del grupo que consiste en carboximetilcelulosa, metilcelulosa, hidroxipropilcelulosa, metilhidroxipropilcelulosa, etilhidroxietilcelulosa, metiletilhidroxietilcelulosa, goma de celulosa y combinaciones de las mismas.
[0029] El aglutinante está contenido en la composición de aglutinante en una cantidad del 40 % en peso al 60 % en peso, en base al peso total de la composición de aglutinante.
[0030] El espesante está contenido en la composición de aglutinante en una cantidad del 20 % en peso al 35 % en peso, en base al peso total de la composición de aglutinante.
[0031] La goma arábiga está contenida en la composición de aglutinante en una cantidad de 30 partes en peso a 100 partes en peso con respecto a 100 partes en peso del espesante.
[0032] De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención, la presente invención proporciona un electrodo positivo para una batería de litio-azufre formado aplicando una suspensión para fabricar un electrodo positivo que comprende la composición de aglutinante descrita anteriormente, un material activo de electrodo positivo y un material conductor de electricidad en un colector de corriente de electrodo positivo.
[0033] En una realización de la presente invención, la composición de aglutinante está contenida en la suspensión para fabricar el electrodo positivo en una cantidad de 0,01 a 10 partes en peso, con respecto a 100 partes en peso del contenido sólido en la suspensión para fabricar el electrodo positivo.
[0034] En una realización de la presente invención, el material activo de electrodo positivo está contenido en la suspensión para fabricar el electrodo positivo en una cantidad de 80 partes en peso a 99 partes en peso, con respecto a 100 partes en peso del contenido sólido en la suspensión para fabricar el electrodo positivo.
[0035] En una realización de la presente invención, el material conductor de electricidad está contenido en la suspensión para fabricar el electrodo positivo en una cantidad de 0,1 a 15 partes en peso basándose en 100 partes en peso del contenido sólido en la suspensión para fabricar el electrodo positivo.
[0036] De acuerdo con el tercer aspecto de la presente invención, la presente invención proporciona una batería de litioazufre que comprende el electrodo positivo descrito anteriormente, un electrodo negativo, un separador y un electrolito.
[0037] Efectos ventajosos
[0038] La composición de aglutinante para fabricar un electrodo positivo de una batería de litio-azufre de acuerdo con la presente invención contiene goma arábiga junto con un espesante, de manera que cuando se aplica a una batería de litio-azufre, puede mejorarse el rendimiento de descarga inicial y el rendimiento de ciclos de la batería.
[0039] El aglutinante, el espesante y la goma arábiga contenidos en la composición de aglutinante se combinan juntos como tres componentes, y cuando el contenido de goma arábiga se combina para no exceder el contenido del espesante, el efecto de mejora del rendimiento de descarga inicial y el rendimiento de ciclos de la batería puede ser excelente.
[0040] Descripción de los dibujos
[0041] La FIG. 1 es un gráfico que muestra el perfil de carga/descarga del potencial de batería frente a la capacidad específica cargando y descargando inicialmente baterías secundarias de litio-azufre de acuerdo con el Ejemplo 1 y el Ejemplo comparativo 1.
[0042] Mejor forma de realización
[0043] Todas las realizaciones proporcionadas de acuerdo con la presente invención se pueden conseguir mediante la siguiente descripción. Ha de entenderse que la siguiente descripción ha de entenderse como que describe realizaciones preferidas de la presente invención, y la presente invención no se limita necesariamente a las mismas. Con respecto a las propiedades físicas descritas en el presente documento, cuando las condiciones y métodos de medición no se describen específicamente, las propiedades físicas se miden de acuerdo con las condiciones y métodos de medición generalmente utilizados por los expertos en la materia.
[0044] Composición de aglutinante
[0045] La presente invención proporciona una composición de aglutinante para preparar un electrodo positivo de una batería de litio-azufre que comprende un aglutinante, un espesante y goma arábiga, en donde el aglutinante está contenido en la composición de aglutinante en una cantidad del 40 % en peso al 60 % en peso en base al peso total de la composición de aglutinante,
[0046] en donde el espesante está contenido en la composición de aglutinante en una cantidad del 20 % en peso al 35 % en peso en base al peso total de la composición de aglutinante,
[0047] en donde la goma arábiga está contenida en la composición de aglutinante en una cantidad del 10 % en peso al 30 % en peso en base al peso total de la composición de aglutinante, y
[0048] en donde la goma arábiga está contenida en la composición de aglutinante en una cantidad de 30 partes en peso a 100 partes en peso basándose en 100 partes en peso del espesante. Los aglutinantes y espesantes existentes para baterías secundarias de litio no pueden garantizar la funcionalidad, tal como, el control de la lixiviación de polisulfuro de litio que se produce en las baterías de litio-azufre, pero la composición de aglutinante de acuerdo con la presente invención proporciona una composición de aglutinante más adecuada para mejorar el rendimiento de una batería de litio-azufre mediante el uso adicional de goma arábiga.
[0050] El aglutinante es un material utilizado para mejorar la fuerza adhesiva entre los componentes en el electrodo positivo y la fuerza adhesiva entre el material activo de electrodo positivo y el colector de corriente de electrodo positivo, y no se limita particularmente siempre que se use generalmente en el Campo técnico pertinente. El aglutinante puede usarse como un aglutinante de tipo emulsión para que pueda dispersarse uniformemente en la suspensión para fabricar el electrodo positivo. El aglutinante de tipo emulsión puede ser fluoruro de polivinilideno (PVDF), copolímero de fluoruro de vinilideno-hexafluoropropileno (PVDF-co-HFP), alcohol polivinílico, poliacrilonitrilo, almidón, hidroxipropilcelulosa, celulosa regenerada, polivinilpirrolidona, politetrafluoroetileno, polietileno, polipropileno, acrilato de polibutilo, acrilato de polipropileno, acrilato de polietilo, acrilato de polietilhexilo, poliestireno, polímero de etilenopropileno-dieno (EPDM), EPDM sulfonado, caucho de estireno-butadieno (SBR), caucho fluorado o diversos copolímeros de los mismos, y puede usarse uno de estos o una mezcla de dos o más de los mismos. En este caso, el copolímero incluye no sólo un copolímero de bloque formado uniendo cada polímero, sino también un copolímero aleatorio formado mezclando y uniendo monómeros de cada polímero. Por ejemplo, en la presente memoria descriptiva, un copolímero de polietileno y polipropileno se interpreta como un concepto que incluye un copolímero de etileno-propileno.
[0052] De acuerdo con la presente invención, el aglutinante está contenido en la composición de aglutinante en una cantidad del 40 % en peso al 60 % en peso, preferentemente del 45 % en peso al 60 % en peso, más preferentemente del 45 % en peso al 55 % en peso, en base al peso total de la composición de aglutinante. Si el aglutinante está contenido en la composición de aglutinante en una cantidad inferior al 40 % en peso, la fuerza adhesiva entre los componentes del electrodo positivo y la fuerza adhesiva entre el material activo de electrodo positivo y el colector de corriente de electrodo positivo disminuyen. Si el aglutinante está contenido en la composición de aglutinante en una cantidad de más del 60 % en peso, no puede esperarse el efecto de mejora del rendimiento de acuerdo con la adición de un espesante y goma arábiga de la batería de litio-azufre.
[0054] El espesante se usa básicamente para controlar la viscosidad, y puede seleccionarse un material adecuado para su uso con un aglutinante y goma arábiga como espesante en vista de las propiedades físicas de la suspensión para fabricar el electrodo positivo y, además, las propiedades físicas de la batería de litio-azufre. El espesante puede ser un polímero a base de celulosa, y el polímero a base de celulosa puede seleccionarse del grupo que consiste en carboximetilcelulosa (CMC), metilcelulosa (MC), hidroxipropilcelulosa (HPC), metilhidroxipropilcelulosa (MHPC), etilhidroxietilcelulosa (EHEC), metiletilhidroxietilcelulosa (MEHEC), goma de celulosa y combinaciones de las mismas. De acuerdo con una realización de la presente invención, se usa carboximetilcelulosa como espesante. El polímero a base de celulosa puede estar en forma litiada. Puesto que el polímero a base de celulosa contiene un grupo funcional tal como un grupo hidroxilo o un grupo carboxilo, puede litiarse reemplazando el hidrógeno del grupo funcional con litio, y cuando el polímero a base de celulosa se litia, es posible asegurar una fuente de litio adicional, lo que ayuda a mejorar el rendimiento de la batería de litio-azufre.
[0056] De acuerdo con la presente invención, el espesante está contenido en la composición de aglutinante en una cantidad del 20 % en peso al 35 % en peso, preferentemente del 25 % en peso al 35 % en peso, en base al peso total de la composición de aglutinante. Si el espesante está contenido en la composición de aglutinante en una cantidad inferior al 20 % en peso, la viscosidad de la suspensión para fabricar el electrodo positivo se reduce y, por lo tanto, no es fácil dispersar uniformemente los componentes del electrodo positivo y garantizar la funcionalidad a través de este. Si el espesante está contenido en la composición de aglutinante en una cantidad de más del 35 % en peso, la fluidez de la suspensión para fabricar el electrodo positivo se reduce y, por lo tanto, no es fácil dispersar uniformemente los componentes del electrodo positivo y garantizar la funcionalidad a través de este.
[0058] En la composición de aglutinante, se usa goma para asegurar una funcionalidad adicional, tal como el control de la lixiviación de polisulfuro de litio en la batería de litio-azufre. Aunque existen diversos tipos de gomas, tales como la goma xantana y la goma guar, la goma arábiga presenta una funcionalidad más especial cuando se usa junto con los aglutinantes y espesantes mencionados anteriormente. La goma arábiga se obtiene secando o desalinizando las secreciones del árbol leguminoso de la goma arábiga(Acacia senegalWILLDENOW) u otras plantas pertenecientes al mismo género, y su componente principal son los polisacáridos. En particular, puesto que puede obtenerse una emulsión estable en un intervalo de pH relativamente amplio, cuando se usa junto con el aglutinante y el espesante descritos anteriormente, es posible asegurar una funcionalidad suficiente relacionada con el rendimiento de la batería de litio-azufre.
[0060] De acuerdo con la presente invención, la goma arábiga está contenida en la composición de aglutinante en una cantidad del 10 % en peso al 30 % en peso, preferentemente del 15 % en peso al 30 % en peso, más preferentemente del 15 % en peso al 25 % en peso, en base al peso total de la composición de aglutinante. Si la goma arábiga está contenida en la composición de aglutinante en una cantidad inferior al 10 % en peso, es difícil asegurar una funcionalidad adicional, tal como el control de la lixiviación de polisulfuro de litio. Si la goma arábiga está contenida en la composición de aglutinante en una cantidad de más del 30 % en peso, no es preferible porque puede producirse una sobretensión durante la descarga inicial de la batería de litio-azufre a la que se aplica.
[0061] La goma arábiga está contenida en la composición de aglutinante en una cantidad de 30 partes en peso a 100 partes en peso, preferentemente de 45 partes en peso a 85 partes en peso y más preferentemente de 60 partes en peso a 70 partes en peso, con respecto a 100 partes en peso del espesante. Como se ha descrito anteriormente, cuando la goma arábiga se usa junto con un espesante, puede asegurarse una funcionalidad suficiente, y puede ser más ventajoso asegurar que la funcionalidad se ajuste dentro del intervalo anterior.
[0062] Electrodo positivo y batería de litio-azufre que comprende el mismo
[0063] La presente invención proporciona un electrodo positivo para una batería de litio-azufre preparada mediante la composición de aglutinante descrita anteriormente. El electrodo positivo de acuerdo con la presente invención se prepara secando y laminando después de aplicar una suspensión para preparar un electrodo positivo sobre una superficie o ambas superficies de un colector de corriente de electrodo positivo. La suspensión para fabricar el electrodo positivo comprende un material activo de electrodo positivo y un material conductor de electricidad junto con la composición de aglutinante descrita anteriormente. La capa formada aplicando/secando/laminando la suspensión para fabricar el electrodo positivo sobre el colector de corriente de electrodo positivo es una capa que contiene el material activo de electrodo positivo de la batería y puede expresarse como una capa de material activo de electrodo positivo.
[0064] La composición de aglutinante es la misma que se ha descrito anteriormente. En la suspensión para preparar el electrodo positivo, la composición de aglutinante puede ajustarse en una dirección para maximizar el rendimiento de la batería, basándose en la funcionalidad básica de unir los componentes del electrodo positivo. De acuerdo con una realización de la presente invención, la composición de aglutinante está contenida en la suspensión para fabricar el electrodo positivo en una cantidad de 0,01 partes en peso a 10 partes en peso, preferentemente de 1 parte en peso a 8 partes en peso, más preferentemente de 2 partes en peso a 5 partes en peso, con respecto a 100 partes en peso del contenido sólido en la suspensión para preparar el electrodo positivo. En este caso, el contenido sólido en la suspensión significa los componentes sólidos del material activo de electrodo positivo, el material conductor de electricidad y la composición de aglutinante excluyendo el disolvente utilizado al preparar la suspensión. Como la funcionalidad se complementa a través del espesante y la goma arábiga, incluso si la composición de aglutinante se usa en una pequeña cantidad, es posible esperar un efecto mejorado en términos de adhesión y rendimiento de la batería. Si la composición de aglutinante está contenida en la suspensión para fabricar el electrodo positivo en una cantidad de más de 10 partes en peso, puesto que el contenido del material activo de electrodo positivo está relativamente reducido, no es preferible en términos de mejorar el rendimiento de la batería.
[0065] El colector de corriente de electrodo positivo es para soportar el material activo de electrodo positivo, y no se limita particularmente siempre que generalmente tenga un grosor de 3 a 500 ym, tenga una conductividad eléctrica excelente y sea electroquímicamente estable en el intervalo de tensión de la batería secundaria de litio. Por ejemplo, el colector de corriente de electrodo positivo puede ser cualquier metal seleccionado del grupo que consiste en cobre, aluminio, acero inoxidable, titanio, plata, paladio, níquel, aleaciones de los mismos y combinaciones de los mismos. El acero inoxidable puede tratarse superficialmente con carbono, níquel, titanio o plata, y puede usarse preferentemente como la aleación una aleación de aluminio-cadmio. Además, puede usarse carbono sinterizado, un polímero no conductor tratado superficialmente con un material conductor de electricidad o un polímero conductor. El colector de corriente de electrodo positivo puede mejorar la fuerza de unión con el material activo de electrodo positivo al tener finas irregularidades en su superficie, y puede estar formado en diversas formas tales como una película, una lámina, una hoja, una malla, una red, un cuerpo poroso, una espuma o un tejido no tejido.
[0066] El material activo de electrodo positivo sirve para expresar sustancialmente el rendimiento de la batería intercambiando electrones de la batería, y el material activo de electrodo positivo en la batería de litio-azufre comprende azufre elemental. Específicamente, el material activo de electrodo positivo comprende azufre elemental (S8), un compuesto a base de azufre o una mezcla de los mismos. El compuesto a base de azufre comprende Li<2>Sn (n > 1), un compuesto de azufre orgánico o un compuesto de azufre-carbono (C<2>Sx)n: x = 2,5 ~ 50, n > 2). Puesto que el elemento azufre solo no tiene conductividad eléctrica, puede combinarse con un material de carbono y usarse en forma de un compuesto de azufre-carbono.
[0067] El compuesto de azufre-carbono puede tener un tamaño de partícula de 1 ym a 100 ym. Si el tamaño de partícula del compuesto de azufre-carbono es inferior a 1 ym, existe el problema de que la resistencia entre las partículas aumenta y se produce una sobretensión en el electrodo de la batería de litio-azufre. Si el tamaño de partícula supera los 100 ym, se reduce el área superficial por unidad de peso y, por lo tanto, se reduce el área de humectación con el electrolito en el electrodo y el sitio de reacción con el ion litio, y se reduce la cantidad de transferencia de electrones con respecto al tamaño del material compuesto, de manera que la reacción puede retrasarse y, como resultado, puede reducirse la capacidad de descarga de la batería.
[0068] En el compuesto de azufre-carbono, el azufre puede estar contenido en el compuesto de azufre-carbono en una cantidad del 60 % en peso al 90 % en peso, preferentemente del 70 % en peso al 80 % en peso, en base al peso total del compuesto de azufre-carbono. Si el azufre está contenido en el compuesto de azufre-carbono en una cantidad inferior al 60 % en peso, puede haber el problema de que la densidad de energía de la batería disminuya. Si el azufre está contenido en el compuesto de azufre-carbono en una cantidad de más del 90 % en peso, puede haber el problema de que la conductividad eléctrica en el electrodo se reduzca y la funcionalidad del material activo de electrodo positivo se deteriore.
[0070] El material de carbono (o portador de azufre) que constituye el compuesto de azufre-carbono tiene porosidad y, en particular, el material de carbono utilizado como material activo de electrodo positivo de la presente invención tiene características de área superficial específica alta (3.000 m2/g o más) y porosidad alta (volumen de poro por unidad de peso: de 0,7 a 3,0 cm3/g) y, por lo tanto, puede soportar una gran cantidad de azufre.
[0072] El material de carbono puede ser, pero sin limitación, al menos uno seleccionado del grupo que consiste en grafito; grafeno; óxido de grafeno reducido (rGO); negros de carbón tales como negro Denka, negro de acetileno, negro de Ketjen, negro de canal, negro de horno, negro de lámpara y negro térmico; nanotubos de carbono (CNT) tales como nanotubos de carbono de pared simple (SWCNT) y nanotubos de carbono de pared múltiple (MWCNT); fibras de carbono tales como nanofibras de grafito (GNF), nanofibras de carbono (CNF) y fibra de carbono activada (ACF); y carbón activado. Además, el material de carbono poroso puede tener forma esférica, en forma de varilla, acicular, en forma de placa, tubular o voluminoso.
[0074] De acuerdo con una realización de la presente invención, el material activo de electrodo positivo está contenido en la suspensión para fabricar el electrodo positivo en una cantidad de 80 partes en peso a 99 partes en peso, preferentemente de 85 partes en peso a 95 partes en peso, con respecto a 100 partes en peso de contenido sólido en la suspensión para preparar el electrodo positivo. Si el material activo de electrodo positivo está contenido en la suspensión para preparar el electrodo positivo en una cantidad de menos de 80 partes en peso, puede haber el problema de que la densidad de energía de la batería disminuya. Si el material activo de electrodo positivo está contenido en la suspensión para fabricar el electrodo positivo en una cantidad de más de 99 partes en peso, puede haber el problema de que la fuerza adhesiva entre los materiales activos de electrodo positivo puede reducirse debido al contenido insuficiente del aglutinante, y la conductividad eléctrica en el electrodo puede reducirse debido al contenido insuficiente del material conductor de electricidad.
[0076] El material conductor de electricidad se usa para conferir conductividad al electrodo y puede usarse sin ninguna limitación particular siempre que tenga conductividad electrónica sin provocar un cambio químico en la batería constituida. Los ejemplos específicos de los mismos pueden comprender grafito tal como grafito natural o grafito artificial; materiales a base de carbono tales como negro de carbón, negro de acetileno, negro de Ketjen, negro de canal, negro de horno, negro de lámpara, negro térmico y fibra de carbono; polvos metálicos o fibras metálicas tales como cobre, níquel, aluminio y plata; fibras conductoras de electricidad tales como óxido de cinc y titanato de potasio; óxidos metálicos conductores de electricidad tales como óxido de titanio; o polímeros conductores de electricidad tales como derivados de polifenileno, y puede usarse uno de estos o una mezcla de dos o más de los mismos.
[0078] De acuerdo con una realización de la presente invención, el material conductor de electricidad está contenido en la suspensión para fabricar el electrodo positivo en una cantidad de 0,1 partes en peso a 15 partes en peso, preferentemente de 1 parte en peso a 10 partes en peso, más preferentemente de 2 partes en peso a 8 partes en peso, con respecto a 100 partes en peso del contenido sólido en la suspensión para la preparación del electrodo positivo. Si el material conductor de electricidad está contenido en la suspensión para fabricar el electrodo positivo en una cantidad inferior al 0,1 % en peso, puede haber el problema de que la conductividad eléctrica en el electrodo se reduzca debido a un contenido insuficiente del material conductor de electricidad. Si el material conductor de electricidad está contenido en la suspensión para fabricar el electrodo positivo en una cantidad de más del 15 % en peso, puede haber el problema de que, puesto que la cantidad de material activo de electrodo positivo está relativamente reducida, la capacidad de descarga y la densidad de energía de la batería se reducen.
[0080] La presente invención proporciona una batería de litio-azufre que comprende un electrodo negativo, un separador y un electrolito junto con el electrodo positivo descrito anteriormente. La batería de litio-azufre se fabrica colocando un conjunto de batería, que se forma apilando secuencialmente electrodo positivo-separador-electrodo negativo, en una caja de batería e inyectando electrolito.
[0082] El electrodo negativo puede comprender un colector de corriente de electrodo negativo y una capa de material activo de electrodo negativo formada en el colector de corriente de electrodo negativo, y la capa de material activo de electrodo negativo puede comprender un material activo de electrodo negativo, un aglutinante y un material conductor de electricidad.
[0084] El material activo de electrodo negativo puede comprender un material capaz de intercalar o desintercalar reversiblemente iones de litio (Li+), un material capaz de reaccionar con iones de litio para formar reversiblemente compuestos que contienen litio, metal de litio o aleación de litio. El material capaz de intercalar o desintercalar reversiblemente iones de litio (Li+) puede ser, por ejemplo, carbono cristalino, carbono amorfo o una mezcla de los mismos. El material capaz de reaccionar con iones de litio (Li+) para formar reversiblemente compuestos que contienen litio puede ser, por ejemplo, óxido de estaño, nitrato de titanio, o silicio. La aleación de litio puede ser, por ejemplo, una aleación de litio (Li) y un metal seleccionado del grupo que consiste en sodio (Na), potasio (K), rubidio (Rb), cesio (Cs), francio (Fr), berilio (Be), magnesio (Mg), calcio (Ca), estroncio (Sr), bario (Ba), radio (Ra), aluminio (Al) y estaño (Sn).
[0085] El aglutinante, el material conductor de electricidad y el colector de corriente de electrodo negativo pueden seleccionarse con referencia a la constitución del electrodo positivo descrito anteriormente, pero no se limita necesariamente al mismo. Además, el método de formación de la capa de material activo de electrodo negativo en el colector de corriente de electrodo negativo se basa en un método de recubrimiento conocido como en el electrodo positivo, y no se limita particularmente. Si se usa litio metal o similar como material activo de electrodo negativo, el electrodo negativo puede estar constituido sin un aglutinante, un material conductor de electricidad o un colector de corriente de electrodo negativo.
[0086] El separador es para separar físicamente ambos electrodos en la batería de litio-azufre de la presente invención, y puede usarse sin ninguna limitación particular siempre que se use normalmente como separador en una batería de litio-azufre. En particular, se prefiere el separador ya que tiene una baja resistencia a la migración de iones del electrolito y una excelente capacidad de impregnación del electrolito. El separador puede estar hecho de un sustrato poroso. Como sustrato poroso, puede usarse cualquier sustrato poroso siempre que sea un sustrato poroso habitualmente utilizado en dispositivos electroquímicos y, por ejemplo, puede usarse una membrana porosa a base de poliolefina o un tejido no tejido, pero no se limita particularmente.
[0087] Los ejemplos de la membrana porosa a base de poliolefina pueden comprender una membrana formada a partir de cada uno de polietileno, tal como polietileno de alta densidad, polietileno lineal de baja densidad, polietileno de baja densidad y polietileno de peso molecular ultra alto, y polímeros a base de poliolefina tales como polipropileno, polibutileno y polipenteno solos o polímeros obtenidos mezclándolos.
[0088] Además del tejido no tejido a base de poliolefina mencionado anteriormente, el tejido no tejido puede ser un tejido no tejido formado por, por ejemplo, cualquier polímero solo seleccionado de tereftalato de polietileno, tereftalato de polibutileno, poliéster, poliacetal, poliamida, policarbonato, poliimida, polieteretercetona, polietersulfona, óxido de polifenileno, sulfuro de polifenileno, naftalato de polietileno (PEN) y similares, o formado por una mezcla polimérica de los mismos. La estructura del tejido no tejido puede ser un tejido no tejido hilado o un tejido no tejido soplado en fusión compuesto por fibras largas.
[0089] El grosor del sustrato poroso no se limita particularmente, pero puede ser de 1 a 100 ym o de 5 a 50 ym. El tamaño y la porosidad de los poros presentes en el sustrato poroso tampoco se limitan particularmente, pero puede ser de 0,001 a 50 ym y del 10 al 95 %, respectivamente.
[0090] El electrolito contiene iones de litio y está destinado a provocar una reacción de oxidación o reducción electroquímica en el electrodo positivo y el electrodo negativo a través de ellos. El electrolito puede ser una solución de electrolito no acuosa o un electrolito sólido que no reaccione con el litio metal, pero es preferentemente un electrolito no acuoso, y comprende una sal de electrolito y un disolvente orgánico.
[0091] La sal de electrolito contenida en la solución de electrolito no acuosa es una sal de litio. La sal de litio puede usarse sin limitación siempre que se use habitualmente en una solución electrolítica para una batería secundaria de litio. La sal de litio puede seleccionarse del grupo que consiste en LiN(FSO<2>)<2>, LiSCN, LiN(CN)<2>, LiN(CF<3>SO<2>)<2>, LiN(CF3CF2SO2)2, LiPF6, LiF, LiCl, LiBr, LiI, LiNO3, LiClO4, LiAlO4, LiAlCU, LiSbF6, LiAsF6, UBF<2>C<2>O<4>, UBC<4>O<8>, Li(CF3)2PF4, Li(CF3)3PF3, Li(CF3)4PF2, Li(CF3)5PF, Li(CF3)6P, UCF<3>SO<3>, UC<4>F<9>SO<3>, UCF<3>CF<2>SO<3>, LiCF3CF2(CF3)2CO, LÍ(CF3SO2)2C<h>, LiCF3(CF2)7SO3, LiCF3CO2, LiCH3CO2 y combinaciones de los mismos, pero no se limita a los mismos.
[0092] La concentración de la sal de litio puede ser de 0,1 M a 8,0 M, preferentemente de 0,5 M a 5,0 M, más preferentemente de 1,0 a 3,0 M dependiendo de diversos factores tales como la composición exacta de la mezcla de solución electrolítica, la solubilidad de la sal, la conductividad de la sal disuelta, las condiciones de carga y descarga de la batería, la temperatura de funcionamiento y otros factores conocidos en el campo de las baterías secundarias de litio. Si la concentración de la sal de litio es menor que el intervalo anterior, la conductividad de la solución electrolítica puede disminuir y, por lo tanto, el rendimiento de la batería puede deteriorarse. Si la concentración de la sal de litio supera el intervalo anterior, la viscosidad de la solución electrolítica puede aumentar y, por lo tanto, la movilidad del ion de litio (Li+) puede reducirse. En consecuencia, es preferible seleccionar una concentración apropiada de la sal de litio dentro del intervalo anterior.
[0093] Como el disolvente orgánico contenido en la solución electrolítica no acuosa, pueden usarse sin limitación los que se usan habitualmente en la solución electrolítica para la batería de litio-azufre. De acuerdo con una realización de la presente invención, el disolvente orgánico puede ser un disolvente a base de carbonato, un disolvente a base de éster, un disolvente basado en éter, un disolvente a base de cetona, un disolvente a base de alcohol o un disolvente aprótico. Entre ellos, normalmente puede usarse el disolvente a base de éter.
[0094] Los ejemplos del disolvente a base de carbonato pueden comprender específicamente carbonato de dimetilo (DMC), carbonato de dietilo (DEC), carbonato de dipropilo (DPC), carbonato de metilpropilo (MPC), carbonato de etilpropilo (EPC), carbonato de metiletilo (MEC), carbonato de etileno (EC), carbonato de propileno (PC) o carbonato de butileno (BC), etc.
[0095] Los ejemplos del disolvente a base de éster pueden comprender específicamente acetato de metilo, acetato de etilo, acetato de n-propilo, acetato de 1,1-dimetiletilo, propionato de metilo, propionato de etilo, Y-butirolactona, decanolida, valerolactona, mevalonolactona o caprolactona, etc.
[0096] El disolvente a base de éter puede ser específicamente dimetil éter, dietil éter, dipropil éter, metiletil éter, metilpropil éter, etilpropil éter, dimetoxietano, dietoxietano, metoxietoxietano, dietilenglicol dimetil éter, dietilenglicol dietil éter, dietilenglicol metiletil éter, trietilenglicol dimetil éter, trietilenglicol dietil éter, trietilenglicol metiletil éter, tetraetilenglicol dimetil éter, tetraetilenglicol dietil éter, tetraetilenglicol metiletil éter, polietilenglicol dimetil éter, polietilenglicol dietil éter, polietilenglicol metiletil éter, diglima, triglima, tetraglima, tetrahidrofurano, 2-metiltetrahidrofurano o polietilenglicol dimetil éter, etc.
[0097] Los ejemplos del disolvente a base de cetona pueden comprender específicamente ciclohexanona, etc. Los ejemplos del disolvente a base de alcohol pueden comprender específicamente alcohol etílico o alcohol isopropílico, etc.
[0098] Los ejemplos del disolvente aprótico pueden comprender específicamente nitrilos tales como acetonitrilo, amidas tales como dimetilformamida, dioxolanos tales como 1,3-dioxolano (DOL) o sulfolano, etc.
[0099] Los disolventes orgánicos no acuosos pueden usarse solos o en combinación de uno o más. La relación de mezcla cuando se usa en combinación de uno o más puede ajustarse apropiadamente dependiendo del rendimiento deseado de la batería.
[0100] El electrolito puede contener además LiNO3. Si el electrolito contiene el LiNO3, puede mejorarse el efecto inhibidor sobre la lanzadera. El electrolito puede contener el LiNO3 en una cantidad del 0,1 al 10 % en peso en base al peso total del electrolito.
[0101] El electrolito puede comprender al menos uno seleccionado del grupo que consiste en un electrolito líquido, un electrolito de polímero en gel y un electrolito de polímero sólido. El electrolito puede ser preferentemente un electrolito líquido.
[0102] La inyección de la solución electrolítica no acuosa puede realizarse en una fase apropiada del proceso de fabricación del dispositivo electroquímico dependiendo del proceso de fabricación y las propiedades requeridas del producto final. Es decir, puede aplicarse antes de ensamblar el dispositivo electroquímico o en la fase final de ensamblar el dispositivo electroquímico.
[0103] La batería de litio-azufre de acuerdo con la presente invención puede fabricarse por procesos de laminación, apilamiento y plegado del separador y los electrodos, además del proceso de enrollado habitual. La forma de la batería de litio-azufre no se limita particularmente, y puede tener diversas formas, tal como una forma cilíndrica, una forma laminada y una forma de moneda.
[0104] En lo sucesivo en el presente documento, se presentan ejemplos preferidos para ayudar a la comprensión de la presente invención, aunque los siguientes ejemplos se proporcionan sólo para facilitar la comprensión de la presente invención, y la presente invención no se limita a los mismos.
[0105] Ejemplo
[0106] Ejemplo 1
[0107] 1. Fabricación de electrodo positivo
[0108] Se preparó una composición de aglutinante mezclando copolímero de acrilato de butilo-estireno (producto de LG Chem) con carboximetilcelulosa litiada (producto de GL chem (GBLi-1000)) y goma arábiga (productos de DAEJUNG CHEMICALS & METALS CO., LTD.). Además, se mezcló azufre (producto de Sigma-Aldrich) con nanotubos de carbono (CNT) en una relación de peso de 75:25 usando un molino de bolas y la mezcla se trató térmicamente a 155 °C para preparar un material activo de electrodo positivo de material compuesto de azufre-carbono. Se preparó Super P como un material conductor de electricidad. El material activo de electrodo positivo descrito anteriormente, el material conductor de electricidad y la composición de aglutinante (aglutinante, espesante y goma arábiga) se añadieron al agua como disolvente y se mezclaron mediante un método de molienda por perlas para preparar una suspensión para preparar un electrodo positivo. En este momento, la relación de mezcla era de manera que material activo de electrodo positivo:material conductor de electricidad:aglutinante:espesante:goma arábiga fuera 90:5:2,5:1,5:1 como relación en peso. La suspensión preparada para fabricar el electrodo positivo se aplicó a un colector de corriente de lámina de aluminio y después se secó a 50 °C durante 2 horas para preparar un electrodo positivo (densidad de energía del electrodo positivo: 5,5 mAh/cm2).
[0109] 2. Fabricación de una batería de litio-azufre
[0110] Una batería de litio-azufre (celda de botón CR-2032) se ensambló preparando un electrodo negativo, un separador y un electrolito de la siguiente manera junto con el electrodo positivo preparado mediante el método anterior.
[0111] (1) Electrodo negativo
[0112] Se utilizó una lámina de litio como electrodo negativo.
[0113] (2) Separador
[0114] Se usó una membrana de polietileno como separador.
[0115] (3) Electrolito
[0116] Como electrolito se usó un electrolito preparado mezclando LiTFSI en un disolvente mixto de dioxolano (DOL) y dimetil éter (DME) a una concentración 0,1 molar y añadiendo LiNO3 en una cantidad del 1 % en peso en comparación con la solución de electrolito.
[0117] Ejemplo Comparativo 1
[0118] Se fabricó una batería de litio-azufre de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto por que cuando se preparó la composición de aglutinante, no se usó goma arábiga, y sólo se mezclaron y usaron el aglutinante de tipo emulsión y carboximetilcelulosa litiada y, por lo tanto, la relación de mezcla en la suspensión para fabricar el electrodo positivo se ajustó de manera que el material activo de electrodo positivo:material conductor de electricidad:aglutinante:espesante fuera 91:5:2,5:1,5.
[0119] Ejemplo Comparativo 2
[0120] Se fabricó una batería de litio-azufre de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto por que cuando se preparó la composición de aglutinante, no se usó carboximetilcelulosa litiada, y sólo se mezclaron y usaron el aglutinante de tipo emulsión y goma arábiga y, por lo tanto, la relación de mezcla en la suspensión para fabricar el electrodo positivo se ajustó de manera que el material activo de electrodo positivo:material conductor de electricidad:aglutinante:goma arábiga fuera 91,5:5:2,5:1.
[0121] Ejemplo Comparativo 3
[0122] Se preparó una batería de litio-azufre de la misma manera que en el ejemplo 1, excepto por que cuando se preparó la composición de aglutinante, se usó goma guar en lugar de goma arábiga.
[0123] Ejemplo Comparativo 4
[0124] Se preparó una batería de litio-azufre de la misma manera que en el ejemplo 1, excepto por que cuando se preparó la composición de aglutinante, se usó goma xantana en lugar de goma arábiga.
[0125] Ejemplo Comparativo 5
[0126] Se fabricó una batería de litio-azufre de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto por que la relación de mezcla en la suspensión para fabricar el electrodo positivo se ajustó de manera que el material activo de electrodo positivo:material conductor de electricidad:aglutinante:espesante:goma arábiga fuera 89:5:2,5:1,5:2.
[0127] Ejemplo experimental: Evaluación del rendimiento de descarga inicial y rendimiento de ciclos de la batería fabricada Para la batería de litio-azufre fabricada en el Ejemplo 1 y las baterías de litio-azufre fabricadas en los Ejemplos Comparativos 1 a 5, el rendimiento de ciclos de las baterías se evaluó cargando a una tasa C de 0,3 y descargando a una tasa C de 0,5, después de cargar y descargar a una tasa C de 0,1 en un intervalo de tensión de 1,8 V a 2,5 V en una condición de temperatura de 25 °C. El rendimiento de ciclos de las baterías se evaluó como el número de ciclos que mostró el 80 % o más de la capacidad de descarga basándose en la capacidad de descarga inicial, y cuando se superó el número de ciclos, la capacidad de descarga se redujo a menos del 80 % basándose en la capacidad de descarga inicial. De forma representativa, se preparó el gráfico de perfil de carga/descarga de los potenciales eléctricos de las baterías con respecto a la capacidad específica, que se obtuvieron mediante la carga y descarga inicial de las baterías de litio-azufre preparadas en el Ejemplo 1 y el Ejemplo Comparativo 1, y se muestra en la FIG. 1 a continuación, y los resultados de la evaluación del rendimiento de descarga inicial y del rendimiento de ciclos de todas las baterías de azufre se muestran en la Tabla 1 a continuación.
[0129] Tabla 1:
[0132]
[0135] De acuerdo con la Tabla 1, se confirmó que, como composición de aglutinante, cuando se usa goma arábiga junto con un aglutinante y un espesante, no sólo mejora la capacidad de descarga inicial, sino también el rendimiento de ciclos. Específicamente, en la composición de aglutinante que incluía goma arábiga, el aglutinante y el espesante, si se excluyó la goma arábiga (Ejemplo comparativo 1) o se excluyó el espesante (Ejemplo comparativo 2), se redujeron el rendimiento de descarga inicial y el rendimiento de ciclos. Además, en la composición de aglutinante, si la goma arábiga se reemplazó con goma guar (Ejemplo Comparativo 3) o con goma xantana (Ejemplo Comparativo 4), el rendimiento de descarga inicial y el rendimiento de ciclos se deterioraron de manera similar. Incluso si se usó una composición de aglutinante que comprendía goma arábiga, un aglutinante y un espesante, cuando se usó más goma arábiga que el espesante, hubo poca mejora en el rendimiento de descarga inicial y el rendimiento de ciclos.

Claims (9)

1. REIVINDICACIONES
1. Una composición de aglutinante para fabricar un electrodo positivo de una batería de litio-azufre que comprende un aglutinante, un espesante y goma arábiga,
en donde el aglutinante está contenido en la composición de aglutinante en una cantidad del 40 % en peso al 60 % en peso en base al peso total de la composición de aglutinante,
en donde el espesante está contenido en la composición de aglutinante en una cantidad del 20 % en peso al 35 % en peso en base al peso total de la composición de aglutinante,
en donde la goma arábiga está contenida en la composición de aglutinante en una cantidad del 10 % en peso al 30 % en peso en base al peso total de la composición de aglutinante, y
en donde la goma arábiga está contenida en la composición de aglutinante en una cantidad de 30 partes en peso a 100 partes en peso en base a 100 partes en peso del espesante.
2. La composición de aglutinante para fabricar el electrodo positivo de la batería de litio-azufre de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el aglutinante se selecciona del grupo que consiste en fluoruro de polivinilideno (PVDF), copolímero de fluoruro de vinilideno-hexafluoropropileno (PVDF-co-HFP), alcohol polivinílico, poliacrilonitrilo, almidón, hidroxipropilcelulosa, celulosa regenerada, polivinilpirrolidona, politetrafluoroetileno, polietileno, polipropileno, acrilato de polibutilo, acrilato de polipropileno, acrilato de polietilo, acrilato de polietilhexilo, poliestireno, polímero de etileno-propileno-dieno (EPDM), EPDM sulfonado, caucho de estireno-butadieno (SBR), caucho fluorado, combinaciones de los mismos y copolímeros de los mismos.
3. La composición de aglutinante para fabricar el electrodo positivo de la batería de litio-azufre de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el espesante se selecciona del grupo que consiste en carboximetilcelulosa, metilcelulosa, hidroxipropilcelulosa, metilhidroxipropilcelulosa, etilhidroxietilcelulosa, metiletilhidroxietilcelulosa, goma de celulosa y combinaciones de las mismas.
4. La composición de aglutinante para fabricar el electrodo positivo de la batería de litio-azufre de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el espesante está en forma litiada.
5. Un electrodo positivo para una batería de litio-azufre formado aplicando una suspensión para fabricar un electrodo positivo que comprende la composición de aglutinante de acuerdo con la reivindicación 1, un material activo de electrodo positivo y un material conductor de electricidad en un colector de corriente de electrodo positivo.
6. El electrodo positivo para la batería de litio-azufre de acuerdo con la reivindicación 5, en donde la composición de aglutinante está contenida en la suspensión para fabricar el electrodo positivo en una cantidad de 0,01 a 10 partes en peso, con respecto a 100 partes en peso del contenido sólido en la suspensión para fabricar el electrodo positivo.
7. El electrodo positivo para la batería de litio-azufre de acuerdo con la reivindicación 5, en donde el material activo de electrodo positivo está contenido en la suspensión para fabricar el electrodo positivo en una cantidad de 80 partes en peso a 99 partes en peso, con respecto a 100 partes en peso del contenido sólido en la suspensión para fabricar el electrodo positivo.
8. El electrodo positivo para la batería de litio-azufre de acuerdo con la reivindicación 5, en donde el material conductor de electricidad está contenido en la suspensión para fabricar el electrodo positivo en una cantidad de 0,1 a 15 partes en peso, con respecto a 100 partes en peso del contenido sólido en la suspensión para fabricar el electrodo positivo.
9. Una batería de litio-azufre que comprende el electrodo positivo de acuerdo con la reivindicación 5, un electrodo negativo, un separador y un electrolito.
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