【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及化学电源，具体为一种在锂硫电池中原位构筑sei膜的方法及应用。
技术介绍
1、锂金属因其卓越的高比能特性，在电池科技领域一直备受关注。其高达3860mahg-1的比容量和相对标准氢电极仅3.04v的低氧化还原电位，展现了作为负极材料的巨大潜力。然而，商业化锂箔表面的电化学反应存在不均匀性，导致锂枝晶无序生长，严重阻碍了锂负极的广泛应用。
2、具体来说，锂金属的高活性使其表面容易形成由多种化合物构成的钝化层，这些化合物包括li2co3、li2o和lioh等。随着时间的推移，钝化层的成分逐渐发生变化，导致锂箔表面各处成分分布不均。当锂箔与电解液接触时，钝化层中的离子与电解质发生反应，进一步形成不均匀的初始固体电解质界面(sei)层。由于锂沉积反应更倾向于发生在具有高活性的局部区域，这些区域的sei层具有较高的li+电导率，从而导致表面电荷局部积聚和锂枝晶的无法控制生长。
3、为了解决这一问题，我们采用了原位构筑sei的方法。通过充电的方式，将储存在碳硫正极的锂源中的锂离子迁移至锂金属表面。在锂离子的迁移过程中会和电解液中的组分发生反应在锂金属负极表面形成含有硫化锂、氮化锂以及氟化锂的sei膜。这种sei膜的形成有助于改善锂金属表面的电化学反应均匀性，从而抑制锂枝晶的无序生长，从而促进锂硫电池的稳定循环，为锂负极的商业化应用提供了新的解决方案。
技术实现思路
1、本专利技术目的在于提供一种在锂硫电池中原位构筑sei膜的方法及应用，以解决上述
技术介绍
中
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种在锂硫电池中原位构筑sei膜的方法，具体步骤为：
3、s1，将预定质量比例的碳硫材料、导电碳及粘结剂混合均匀，形成浆料，将一定质量比的可分解锂盐加入，混合均匀后按照预定厚度均匀涂布于铝箔上，制得正极极片；
4、s2，将步骤s1所得的正极极片、隔膜及锂金属负极按电池装配工艺组装成锂硫电池；
5、s3，对步骤s2装配完成的锂硫电池进行首次充电操作，使正极中的可分解锂盐分解，分解产生的锂离子在向锂金属负极表面迁移的过程中与电解液组分反应，从而在锂金属表面原位形成包含硫化锂、氟化锂和氮化锂多种组分的sei膜。
6、作为优选，步骤s1中所述碳硫材料硫含量介于20％至98％之间，孔隙率介于20％至70％之间；
7、碳硫材料、导电碳和粘结剂的质量比为7:2:1、8:1:1或9:0.5:0.5；
8、可分解锂盐在正极极片中的质量比为0.5％至30％，所述可分解锂盐包括碳酸锂、包括碳酸锂、包碳硅酸锂、方酸锂、li2nio2、li2cuo2、li2coo2、li6coo4和li3n的一种或多种的组合；
9、正极的厚度范围为10μm至300μm。
10、作为优选，步骤s2中所述隔膜材料选自聚丙烯、聚乙烯中的一种或两种的组合；
11、隔膜的厚度范围为5μm至50μm；
12、锂金属负极的厚度范围为30μm至5000μm。
13、作为优选，步骤s3中的首次充电电压设定在2.8v至4.6v之间，后续循环的充放电电压范围控制在1.7v至2.8v之间。
14、本方案还提供一种锂硫电池，采用权利要求1至4中任一项所述方法制备得到。
15、作为优选，该锂硫电池适用于一次电池或二次电池应用。
16、本专利技术有益效果：本专利采用在电池中原位构筑含有硫化锂、氮化锂和氟化锂的sei膜技术，相较于传统的人工构建方式，显著提升了锂硫电池的库伦效率及循环稳定性。此外，该技术生产过程中无废液废气产生，对环境和设备要求低，既经济又环保，非常适合大规模生产应用；
17、本专利通过在正极极片中引入可分解的锂盐，分解后产生的气体在后续化成放气过程中有助于形成多孔结构，从而优化了电解液的浸润效果。同时，分解产生的特定固体成分能有效抑制多硫穿梭现象，进一步提升了电池性能；
18、本专利所述的制备方法简便易行，易于实现大规模制备，对推动锂硫电池的实用化进程具有重要意义，通过本技术的广泛应用，有望为锂硫电池领域带来革命性的进步。
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1.一种在锂硫电池中原位构筑SEI膜的方法，其特征在于，具体步骤为：
2.根据权利要求1所述的一种在锂硫电池中原位构筑SEI膜的方法，其特征在于，步骤S1中所述碳硫材料硫含量介于20％至98％之间，孔隙率介于20％至70％之间；
3.根据权利要求1所述的一种在锂硫电池中原位构筑SEI膜的方法，其特征在于，步骤S2中所述隔膜材料选自聚丙烯、聚乙烯中的一种或两种的组合；
4.根据权利要求1所述的一种在锂硫电池中原位构筑SEI膜的方法，其特征在于，步骤S3中的首次充电电压设定在2.8V至4.6V之间，后续循环的充放电电压范围控制在1.7V至2.8V之间。
5.一种锂硫电池，采用权利要求1至4中任一项所述方法制备得到。
6.根据权利要求5所述的锂硫电池，其特征在于，该锂硫电池适用于一次电池或二次电池应用。
【技术特征摘要】
1.一种在锂硫电池中原位构筑sei膜的方法，其特征在于，具体步骤为：
2.根据权利要求1所述的一种在锂硫电池中原位构筑sei膜的方法，其特征在于，步骤s1中所述碳硫材料硫含量介于20％至98％之间，孔隙率介于20％至70％之间；
3.根据权利要求1所述的一种在锂硫电池中原位构筑sei膜的方法，其特征在于，步骤s2中所述隔膜材料选自聚丙烯、聚乙烯中的一种或两种...
【专利技术属性】
技术研发人员：王安邦，周海燕，徐澳，
申请(专利权)人：安徽通能新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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