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您当前的位置： 静电结合型水性粘结剂及其在锂离子电池中的应用的制作方法
2021-02-02 20:02:19|
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起点商标网 本发明属于锂离子电池
技术领域：
，具体涉及一种静电结合型水性粘结剂及其在制备锂离子电池电极中的应用。
背景技术：
：锂硫电池具备高理论能量密度、硫正极材料价格低廉、来源广泛、无毒等诸多优点。然而，锂硫电池存在的尚未得到很好解决的以下问题大大阻碍了锂硫电池的实际应用和产业化发展：(1)锂硫电池充放电过程中锂多硫化物的“穿梭效应”；(2)由于单质硫及其放电产物(li2s2和li2s)均是电子和离子绝缘体(5×10-30s/cm，25℃)，导致其作为正极材料时的活性物质利用率低，倍率性能差；(3)硫和硫化锂之间的密度差异(分别为2.03和1.66g/cm3)会使单质硫在充放电过程中发生80％左右的体积膨胀形成硫化锂，这样巨大的体积变化会造成硫正极结构的破坏，同时使得硫与导电剂失去连接，使得孤立的硫无法再参与之后的电化学反应，从而导致硫正极的不可逆容量损失等。在锂硫电池中，电极结构的完整及其稳定性直接影响电池的循环性能，电极结构的改变极易引起内阻、离子扩散电阻以及循环稳定性的变化。作为硫正极的重要组成部分，粘结剂能够抑制锂多硫化物在电解液中的扩散并保护正极结构完整性。作为锂硫电池的粘结剂，其一般要求具有以下性能：(1)粘结剂自身在电池循环过程中能够保持结构、粘结力的稳定，在电解液中溶胀低；(2)对活性物质能起到足够强的粘结作用，即具有足够强的内聚力；(3)保证活性物质与集流体间有足够强的粘接力，即具有足够强的粘结力；(4)具有比较高的电子和离子导电性，即低电阻；(5)对活性物质有较强的限制作用，使其不会发生较大的体积变化，可以保护正极结构，维持正极稳定性；(6)对穿梭效应有一定的抑制作用等。聚偏二氟乙烯(pvdf)是目前锂硫电池使用最为广泛的油溶性粘结剂，其具有一定的粘附强度及高化学稳定性，同时可溶胀电解液以提高电极的离子电导率。但一方面，pvdf过度溶胀电解液会凝胶化形成粘性液体，从而使活性物质脱离导电网络，增大阻抗，造成容量损失；另一方面，pvdf溶解过程需使用有机溶剂n-甲基吡咯烷酮(nmp)，nmp虽然溶解能力较好，但是其沸点高(203℃)，使得电极干燥条件较为苛刻(干燥温度120℃)，这将会引起电极结构的破坏，同时nmp具有一定毒性，会对人体生育系统造成危害，在电池制作流程中需加装nmp回收装置，又会导致成本增加。中国专利申请cn111430716a公开了一种水性大豆蛋白基超分子硫正极粘结剂及其制备方法与应用，该粘结剂原料组成包括磷酸化大豆蛋白、锂离子传输促进剂和物理交联剂，具有优异的锂离子传导能力、强大的多硫化锂吸附作用，但其制备方法复杂，粘结剂的粘结力仍有待提高。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种水性粘结剂，其具有强粘结力，使得电极中的活性物质、集流体等可以通过粘结剂相互组合成一个牢固的整体，提高电极的完整性，同时其可以缓解锂硫电池循环过程中的穿梭效应，进而提高电极的长循环稳定性、倍率性能和容量保持率，同时提高电极的质量比容量和活性物质载量。根据本发明的一个方面，提供了一种静电结合型水性粘结剂，包括独立存在的组分a和组分b，其中：组分a包括含有磷酸基团的化合物和/或含有磷酸基团的化合物溶液；含有磷酸基团的化合物溶液的浓度为1-10wt％；组分b包括含有氨基基团的化合物和/或含有氨基基团的化合物溶液；含有氨基基团的化合物溶液的浓度为1-10wt％；使用时，组分a和组分b根据含有磷酸基团的化合物和含有氨基基团的化合物的质量比为0.5:1-2:1进行混合，当组分a和/或组分b为化合物时，混合时化合物需配制成浓度为1-10wt％的溶液再混合。将含有磷酸基团和含有氨基基团的化合物分别配制成溶液再混合时，两者可以通过静电吸附作用结合，形成粘结力高、粘结性能强的粘结剂，可作为水性粘结剂使用。本发明提供的静电结合型水性粘结剂，氨基基团的引入能够提高聚合物粘结剂的性能，磷酸基团的引入能够提高离子电导率，从而可以提高锂离子电池电极材料长期循环条件下的电化学性能。在一些实施方式中，含有磷酸基团的化合物可以选自多聚磷酸和植酸中的一种或两种；含有氨基基团的化合物可以选自丝素蛋白、胶原蛋白、大豆蛋白和牛血清白蛋白中的至少一种。在一些实施方式中，含有磷酸基团的化合物可以为多聚磷酸，含有氨基基团的化合物可以为丝素蛋白。通过将丝素蛋白溶液和多聚磷酸溶液以静电吸附的形式结合，将强极性的磷酸基团和氨基基团引入粘结剂，可以显著提高粘结剂的电化学性能，使得使用多聚磷酸与丝素蛋白静电结合型水性粘结剂组装的硫电极在较高电流密度下的长周期循环性能和在大倍率电流下的充放电性能都得到提升。在一些实施方式中，上述包括多聚磷酸和丝素蛋白的静电结合型水性粘结剂的制备方法包括如下步骤：(1)将蚕茧按固液比10-50g/l加入浓度为4-10g/l的碳酸钠溶液中，加热至80-100℃保持1-2h，过滤取滤渣干燥，得丝素；(2)将丝素加入浓度为7-10m的溴化锂溶液中，溶解后通过滤布过滤并用截留分子量为3.5-10kda的透析膜透析得到浓度为1-10wt％的丝素蛋白溶液；(3)取多聚磷酸，与丝素蛋白溶液各自独立分装，即得静电结合型水性粘结剂，使用时根据多聚磷酸和丝素蛋白的质量比为0.5:1-2:1取多聚磷酸，然后将多聚磷酸加水配制成浓度为1-10wt％的多聚磷酸溶液，与丝素蛋白溶液进行混合即可；或者取多聚磷酸，加水配制成浓度为1-10wt％的多聚磷酸溶液，与丝素蛋白溶液各自分装，即得静电结合型水性粘结剂，使用时根据多聚磷酸和丝素蛋白的质量比为0.5:1-2:1取多聚磷酸溶液和丝素蛋白溶液进行混合即可。根据本发明的第二个方面，提供了本发明静电结合型水性粘结剂在制备锂离子电池电极中的应用。本发明所提供的静电结合型水性粘结剂应用于硫正极电极时，可以提高硫电极的循环性能和倍率性能等电化学性能，但本发明静电结合型粘结剂的应用不局限于硫电极，也可以应用于其他锂离子电池电极，包括但不限于：钴酸锂正极、磷酸铁锂正极、钴锰酸锂三元正极、硅基负极、石墨类负极等，应用范围广泛。根据本发明的第三个方面，提供了一种锂硫电池的硫正极，包括集流体和涂覆于集流体上的正极材料，其中，正极材料包括如下重量份数的组分：活性材料6-8份、导电剂1-4份和按固含量计算重量份数的本发明提供的粘结剂0.5-1.5份。本发明提供的静电结合型水性粘结剂粘结能力强，对活性材料和导电剂具有足够强的粘结作用，且当将正极材料涂覆于集流体上制备硫正极时，还可以使硫正极材料牢固地粘结在集流体上，从而可以使活性材料、导电剂、粘结剂和集流体组合成一个牢固的整体，能够有效维持硫正极结构的完整性以及硫正极的稳定性，进而可以有效提高硫正极的循环稳定性、倍率性能和容量保持率。在一些实施方式中，活性材料可以选自升华硫、li2s2、li2s4、li2s6、li2s8中的至少一种。在一些实施方式中，导电剂可以选自乙炔黑、导电石墨、superp、科琴黑、碳纳米管中的至少一种。在一些实施方式中，集流体可以选自铜箔、铝箔、泡沫铜、镀有铜的无纺布、泡沫镍、镀有镍的无纺布中的一种。根据本发明的第四个方面，提供了一种硫正极的制备方法，包括如下步骤：(1)将含有磷酸基团的化合物溶液、含有氨基基团的化合物溶液、活性材料和导电剂球磨混合，得电极浆料；(2)将电极浆料涂覆于集流体上，干燥，然后制成极片，干燥即得硫正极。应用本发明提供的静电结合型水性粘结剂制备硫正极的过程中，溶剂可以为水，不需要使用有机溶剂且制备过程中无有毒物质产生，且制备工艺简单，操作和设备成本低，经济环保。在一些实施方式中，干燥方法可以为真空干燥。进行干燥的目的是除去电极材料中含有的水分，干燥时使用的温度依电池材料的理化性能而定，不宜太高，也不宜太低。根据本发明的第五个方面，提供了一种锂硫电池，包括本发明提供的硫正极。在一些实施方式中，锂硫电池除本发明提供的硫正极外，还包括聚合物隔膜、电解液和锂负极。将硫正极、聚合物隔膜、电解液和锂负极在手套箱中组装成电池，即可以得到锂硫电池。使用本发明提供的静电结合型水性粘结剂的锂硫电池，与使用pvdf粘结剂组装的锂硫电池相比，初始放电比容量显著提高，循环200周后，容量保持率在70％左右，循环稳定性显著提高。此外，使用本发明静电结合型水性粘结剂的锂硫电池的倍率性能也能得到改善。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：(1)本发明提供的静电结合型水性粘结剂中，磷酸基团和氨基基团以静电吸附的形式结合，粘结力显著提高，且磷酸基团的引入能够有效提高离子电导率，从而有利于提高锂离子电池电极循环性能和大倍率充放电性能；(2)应用本发明提供的静电结合型水性粘结剂制得的硫正极具有更好的电极结构完整性和稳定性，循环稳定性好；(3)应用本发明提供的静电结合型水性粘结剂制备锂硫电池硫正极，原料低廉易得，方法简单，操作和设备成本低，且制备过程中不需要使用有机溶剂，经济环保。具体实施方式下面结合实施方式对本发明作进一步详细的说明。实施例仅用于解释而不以任何方式限制本发明。如无特殊说明，实施例中所用原料和试剂为可以通过市售获得的常规产品；实施例中未注明的具体条件的实验方法为所属领域熟知的常规方法和常规条件。实施例1丝素蛋白溶液的制备包括如下步骤：(1)在磁力搅拌的作用下，将5.3g碳酸钠加入1lph在6.8-7.4之间的去离子水中，使其溶解，得碳酸钠溶液；(2)将蚕茧按固液比10-50g/l加入碳酸钠溶液中，加热至80-100℃保持1-2h，偶尔搅拌；然后过滤，取滤渣进行干燥处理，得丝素；(3)取4g丝素溶解于16ml浓度为9.3m的溴化锂溶液(含溴化锂12.95g)中；然后将溶解后的溶液通过滤布过滤并进行透析得到浓度为2.5wt％的丝素蛋白溶液；其中，透析为去离子水透析，透析处理时间依透析袋不被涨破为标准，时间为3-5天，透析时要更换去离子水；透析袋的截留分子量为3.5-10kda。实施例2静电结合型水性粘合剂本实施例静电结合型水性粘合剂包括各自独立分装的多聚磷酸和浓度为2.5wt％的丝素蛋白溶液。使用时，根据多聚磷酸和丝素蛋白的质量比为0.5:1-2:1取多聚磷酸，然后将多聚磷酸加去离子水配制成浓度为1-10wt％的多聚磷酸溶液，与丝素蛋白溶液进行混合即可。实施例3静电结合型水性粘合剂本实施例静电结合型水性粘合剂包括各自独立分装的植酸和浓度为2.5wt％的丝素蛋白溶液。使用时，根据植酸和丝素蛋白的质量比为0.5:1-2:1取植酸，然后将植酸加去离子水配制成浓度为1-10wt％的植酸溶液，与丝素蛋白溶液进行混合即可。实施例4静电结合型水性粘合剂本实施例静电结合型水性粘合剂包括各自独立分装的多聚磷酸和大豆蛋白。使用时，根据多聚磷酸和大豆蛋白的质量比为0.5:1-2:1分别取多聚磷酸和大豆蛋白，分别将多聚磷酸和大豆蛋白加去离子水配制成浓度为1-10wt％的多聚磷酸溶液和大豆蛋白溶液，将多聚磷酸溶液和大豆蛋白溶液混合即可。实施例5静电结合型水性粘合剂本实施例静电结合型水性粘合剂包括各自独立分装的多聚磷酸和浓度为3wt％的胶原蛋白溶液。使用时，根据多聚磷酸和胶原蛋白的质量比为0.5:1-2:1取多聚磷酸，将多聚磷酸加去离子水配制成浓度为1-10wt％的多聚磷酸溶液，将多聚磷酸溶液和胶原蛋白溶液混合即可。实施例6静电结合型水性粘合剂本实施例静电结合型水性粘合剂包括各自独立分装的多聚磷酸和牛血清白蛋白。使用时，根据多聚磷酸和牛血清白蛋白的质量比为0.5:1-2:1分别取多聚磷酸和牛血清白蛋白，分别将多聚磷酸和牛血清白蛋白加去离子水配制成浓度为1-10wt％的多聚磷酸溶液和牛血清白蛋白溶液，将多聚磷酸溶液和牛血清白蛋白溶液混合即可。试验例1粘结性能测试(1)试验样品：样品1：将浓度为2.5wt％的丝素蛋白溶液和浓度为3wt％多聚磷酸溶液根据多聚磷酸和丝素蛋白的质量比为1.5:1共混，得到样品1；样品2：将浓度为2.5wt％的丝素蛋白溶液和浓度为3wt％植酸溶液根据植酸和丝素蛋白的质量比为0.7:1共混，得到样品2；样品3：将浓度为3wt％的大豆蛋白溶液和浓度为3wt％多聚磷酸溶液根据多聚磷酸和大豆蛋白的质量比为0.6:1共混，得到样品3；样品4：将浓度为3wt％的胶原蛋白溶液和浓度为3wt％多聚磷酸溶液根据多聚磷酸和胶原蛋白的质量比为0.8:1共混，得到样品4；样品5：将浓度为3wt％的牛血清白蛋白溶液和浓度为3wt％多聚磷酸溶液根据多聚磷酸和牛血清白蛋白的质量比为1:1共混，得到样品5；pvdf粘结剂：取0.02gpvdf，用0.2gn-甲基吡咯烷酮溶解配制成溶液，得pvdf粘结剂。(2)试验方法：粘结剂的粘结强度是借助于万用拉力机测试铝箔片的剥离强度来反应的。测试方法是：取出两片规格为宽40mm，长100mm的铝箔片，使用前需用酒精擦洗干净；测试时在两片铝箔的一端涂覆足够的粘结剂，涂覆面积为5.5cm×1.3cm，涂覆完后在60℃烘箱中放置2h干燥；最后剥离起样品的一端固定于拉力探头上，以10mm/min的恒定速度进行180°剥离，测试剥离过程中剥离力的大小用以表征粘结剂的粘结力强弱。(3)试验结果：见表1。表1粘结剂的粘结性能测试结果样品粘结力(n)样品13.22样品22.91样品33.05样品42.84样品52.64pvdf粘结剂0.17由表1的结果可知，pvdf粘结剂的粘结力仅为0.17n，而本发明实施例2粘结剂(样品1)的粘结力为3.22n，是pvdf粘结剂的约19倍，本发明其他实施例的粘结剂的粘结力也显著高于pvdf粘结剂。本发明提供的粘结剂具有更为优异的粘结性能，一方面可以降低活性物质、导电剂和粘结剂之间的接触阻抗，提高活性物质的利用率；另一方面，有利于保持电极循环过程中的结构稳定性，进而提高电池的循环稳定性。试验例2多硫化物吸附的可视化测试试验样品同试验例1。试验方法：向乙二醇二甲醚(dme)加入摩尔配比为1：3的li2s和单质s，室温下搅拌12h，即可制得亮黄色的多硫化物li2s4溶液；称取20mg粘结剂样品分别加至2ml的li2s4溶液中，静置12h后观察溶液的颜色变化。试验结果：加入pvdf粘结剂后，电解液颜色变浅但仍有亮黄色，而加入本发明提供的静电结合型水性粘结剂后，电解液的颜色变成浅黄色。结果表明，本发明所提供的静电结合型水性粘结剂对中间产物多硫化物具有更好的吸附作用，有利于抑制多硫化物的穿梭效应，进而提高电池的循环稳定性和库伦效率。对比例1锂硫电池的制备包括如下步骤：(1)硫正极的制备：将0.02gpvdf与0.12g硫粉、0.06g导电剂superp混合，在0.2gn-甲基吡咯烷酮中进行球磨，制得电极浆料，采用刮涂法将电极浆料均匀涂覆于集流体铝箔上，然后置于60℃烘箱干燥48小时，最后用裁片机裁出相应尺寸的极片，得到硫正极；(2)锂硫电池的装配：将步骤(1)制得的硫正极极片移入充满氩气的、水含量小于10ppm的手套箱中，逐片称重，并记录，然后在手套箱中与聚丙烯隔膜、电解液和锂负极一起组装成电池，即得到锂硫电池；其中，将1.0mol/l的双三氟甲基磺酰亚胺锂和1.0％硝酸锂溶解于1,2-二甲氧基乙烷和1,3-二氧戊环1：1混合溶液作为电解液。将对比例1制得的锂硫电池进行电性能测试，测试方法为：在land2001a电池测试仪上进行测试，测试方式为恒电流充放电，截止电压为1.7-2.8v，测试电流为0.5c(836ma/g)，测试温度为30℃，循环次数为200次。测试结果为：采用pvdf粘结剂组装的锂硫电池，在0.5c大小的电流密度下初始放电比容量仅为1000mah/g，循环200圈后，质量比容量仅为643mah/g，容量保持率为64.3％。实施例7锂硫电池的制备包括如下步骤：(1)将0.3g多聚磷酸溶解于10ml去离子水中制得多聚磷酸溶液；(2)将0.41g多聚磷酸溶液(多聚磷酸含量为0.012g)、0.32g浓度为2.5wt％的丝素蛋白溶液(丝素蛋白含量为0.008g)、0.12g硫粉和0.06g导电剂superp混合，在0.2g去离子水中进行球磨，制得电极浆料，采用刮涂法将电极浆料均匀涂覆于集流体铝箔上，然后置于60℃烘箱干燥48小时，最后用裁片机裁出相应尺寸的极片，得到硫正极；(3)将步骤(2)制得的硫正极极片移入充满氩气的、水含量小于10ppm的手套箱中，逐片称重，并记录，然后在手套箱中与聚丙烯隔膜、电解液和锂负极一起组装成电池，即得到锂硫电池；其中，将1.0mol/l的双三氟甲基磺酰亚胺锂和1.0％硝酸锂溶解于1,2-二甲氧基乙烷和1,3-二氧戊环1：1混合溶液作为电解液。本实施例制得的硫正极极片无裂痕，对制得的锂硫电池进行电性能测试，测试方法同对比例1，测试结果为：本实施例锂硫电池，在0.5c倍率下充放电，初始比容量为1106mah/g，循环200次后的容量仍保持在813mah/g，容量保持率为73.5％，表现出稳定的电化学性能。且相较于对比例1中采用pvdf粘结剂所组装的锂硫电池，采用本发明提供的静电结合型水性粘结剂所组装的锂硫电池具有更低的初始界面阻抗，且循环后界面阻抗的增幅更低，表现出更为优异的界面稳定性。实施例8锂硫电池的制备包括如下步骤：(1)将0.6g植酸溶解于20ml去离子水中制得植酸溶液；(2)将0.57g植酸溶液(植酸含量为0.017g)、0.91g浓度为2.5wt％的丝素蛋白溶液(丝素蛋白含量为0.023g)、0.24g硫粉和0.12g导电剂superp混合，在0.4g去离子水中进行球磨，制得电极浆料，采用刮涂法将电极浆料均匀涂覆于集流体铝箔上，然后置于60℃烘箱干燥48小时，最后用裁片机裁出相应尺寸的极片，得到硫正极；(3)将步骤(2)制得的硫正极极片移入充满氩气的、水含量小于10ppm的手套箱中，逐片称重，并记录，然后在手套箱中与聚丙烯隔膜、电解液和锂负极一起组装成电池，即得到锂硫电池；其中，将1.0mol/l的双三氟甲基磺酰亚胺锂和1.0％硝酸锂溶解于1,2-二甲氧基乙烷和1,3-二氧戊环1：1混合溶液作为电解液。本实施例制得的硫正极极片无裂痕，对制得的锂硫电池进行电性能测试，测试方法同对比例1，测试结果为：本实施例锂硫电池，在0.5c倍率下充放电，初始比容量为1108mah/g，循环200次后的容量仍保持在806mah/g，容量保持率为72.74％。且相较于对比例1中采用pvdf粘结剂所组装的锂硫电池，本实施例所组装的锂硫电池具有更低的初始界面阻抗，且循环后界面阻抗的增幅更低。实施例9锂硫电池的制备包括如下步骤：(1)将0.3g多聚磷酸溶解于10ml去离子水中制得多聚磷酸溶液；(2)将0.29g多聚磷酸溶液(多聚磷酸含量为0.008g)、0.43g浓度为3wt％的大豆蛋白溶液(大豆蛋白含量为0.013g)、0.14g硫粉和0.07g导电剂superp混合，在0.3g去离子水中进行球磨，制得电极浆料，采用刮涂法将电极浆料均匀涂覆于集流体铝箔上，然后置于60℃烘箱干燥48小时，最后用裁片机裁出相应尺寸的极片，得到硫正极；(3)将步骤(2)制得的硫正极极片移入充满氩气的、水含量小于10ppm的手套箱中，逐片称重，并记录，然后在手套箱中与聚丙烯隔膜、电解液和锂负极一起组装成电池，即得到锂硫电池；其中，将1.0mol/l的双三氟甲基磺酰亚胺锂和1.0％硝酸锂溶解于1,2-二甲氧基乙烷和1,3-二氧戊环1：1混合溶液作为电解液。本实施例制得的硫正极极片无裂痕，对制得的锂硫电池进行电性能测试，测试方法同对比例1，测试结果为：本实施例锂硫电池，在0.5c倍率下充放电，初始比容量为1120mah/g，循环200次后的容量仍保持在795mah/g，容量保持率为70.98％。且相较于对比例1的锂硫电池，本实施例所组装的锂硫电池具有更低的初始界面阻抗，且循环后界面阻抗的增幅更低。实施例10锂硫电池的制备包括如下步骤：(1)将0.3g多聚磷酸溶解于10ml去离子水中制得多聚磷酸溶液；(2)将0.31g多聚磷酸溶液(多聚磷酸含量为0.009g)、0.37g浓度为3wt％的胶原蛋白溶液(胶原蛋白含量为0.011g)、0.12g硫粉和0.06g导电剂superp混合，在0.4g去离子水中进行球磨，制得电极浆料，采用刮涂法将电极浆料均匀涂覆于集流体铝箔上，然后置于60℃烘箱干燥48小时，最后用裁片机裁出相应尺寸的极片，得到硫正极；(3)将步骤(2)制得的硫正极极片移入充满氩气的、水含量小于10ppm的手套箱中，逐片称重，并记录，然后在手套箱中与聚丙烯隔膜、电解液和锂负极一起组装成电池，即得到锂硫电池；其中，将1.0mol/l的双三氟甲基磺酰亚胺锂和1.0％硝酸锂溶解于1,2-二甲氧基乙烷和1,3-二氧戊环1：1混合溶液作为电解液。本实施例制得的硫正极极片无裂痕，对制得的锂硫电池进行电性能测试，测试方法同对比例1，测试结果为：本实施例锂硫电池，在0.5c倍率下充放电，初始比容量为1131mah/g，循环200次后的容量仍保持在786mah/g，容量保持率为69.56％。且相较于对比例1的锂硫电池，本实施例所组装的锂硫电池具有更低的初始界面阻抗，且循环后界面阻抗的增幅更低。实施例11锂硫电池的制备包括如下步骤：(1)将0.3g多聚磷酸溶解于10ml去离子水中制得多聚磷酸溶液；(2)将0.43g多聚磷酸溶液(多聚磷酸含量为0.013g)、0.43g浓度为3wt％的牛血清白蛋白溶液(牛血清白蛋白含量为0.013g)、0.16g硫粉、和0.08g导电剂superp混合，在0.4g去离子水中进行球磨，制得电极浆料，采用刮涂法将电极浆料均匀涂覆于集流体铝箔上，然后置于60℃烘箱干燥48小时，最后用裁片机裁出相应尺寸的极片，得到硫正极；(3)将步骤(2)制得的硫正极极片移入充满氩气的、水含量小于10ppm的手套箱中，逐片称重，并记录，然后在手套箱中与聚丙烯隔膜、电解液和锂负极一起组装成电池，即得到锂硫电池；其中，将1.0mol/l的双三氟甲基磺酰亚胺锂和1.0％硝酸锂溶解于1,2-二甲氧基乙烷和1,3-二氧戊环1：1混合溶液作为电解液。本实施例制得的硫正极极片无裂痕，对制得的锂硫电池进行电性能测试，测试方法同对比例1，测试结果为：本实施例锂硫电池，在0.5c倍率下充放电，初始比容量为1094mah/g，循环200次后的容量仍保持在796mah/g，容量保持率为72.76％。且相较于对比例1的锂硫电池，本实施例所组装的锂硫电池具有更低的初始界面阻抗，且循环后界面阻抗的增幅更低。以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。当前第1页1 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技术领域：
，具体涉及一种静电结合型水性粘结剂及其在制备锂离子电池电极中的应用。
背景技术：
：锂硫电池具备高理论能量密度、硫正极材料价格低廉、来源广泛、无毒等诸多优点。然而，锂硫电池存在的尚未得到很好解决的以下问题大大阻碍了锂硫电池的实际应用和产业化发展：(1)锂硫电池充放电过程中锂多硫化物的“穿梭效应”；(2)由于单质硫及其放电产物(li2s2和li2s)均是电子和离子绝缘体(5×10-30s/cm，25℃)，导致其作为正极材料时的活性物质利用率低，倍率性能差；(3)硫和硫化锂之间的密度差异(分别为2.03和1.66g/cm3)会使单质硫在充放电过程中发生80％左右的体积膨胀形成硫化锂，这样巨大的体积变化会造成硫正极结构的破坏，同时使得硫与导电剂失去连接，使得孤立的硫无法再参与之后的电化学反应，从而导致硫正极的不可逆容量损失等。在锂硫电池中，电极结构的完整及其稳定性直接影响电池的循环性能，电极结构的改变极易引起内阻、离子扩散电阻以及循环稳定性的变化。作为硫正极的重要组成部分，粘结剂能够抑制锂多硫化物在电解液中的扩散并保护正极结构完整性。作为锂硫电池的粘结剂，其一般要求具有以下性能：(1)粘结剂自身在电池循环过程中能够保持结构、粘结力的稳定，在电解液中溶胀低；(2)对活性物质能起到足够强的粘结作用，即具有足够强的内聚力；(3)保证活性物质与集流体间有足够强的粘接力，即具有足够强的粘结力；(4)具有比较高的电子和离子导电性，即低电阻；(5)对活性物质有较强的限制作用，使其不会发生较大的体积变化，可以保护正极结构，维持正极稳定性；(6)对穿梭效应有一定的抑制作用等。聚偏二氟乙烯(pvdf)是目前锂硫电池使用最为广泛的油溶性粘结剂，其具有一定的粘附强度及高化学稳定性，同时可溶胀电解液以提高电极的离子电导率。但一方面，pvdf过度溶胀电解液会凝胶化形成粘性液体，从而使活性物质脱离导电网络，增大阻抗，造成容量损失；另一方面，pvdf溶解过程需使用有机溶剂n-甲基吡咯烷酮(nmp)，nmp虽然溶解能力较好，但是其沸点高(203℃)，使得电极干燥条件较为苛刻(干燥温度120℃)，这将会引起电极结构的破坏，同时nmp具有一定毒性，会对人体生育系统造成危害，在电池制作流程中需加装nmp回收装置，又会导致成本增加。中国专利申请cn111430716a公开了一种水性大豆蛋白基超分子硫正极粘结剂及其制备方法与应用，该粘结剂原料组成包括磷酸化大豆蛋白、锂离子传输促进剂和物理交联剂，具有优异的锂离子传导能力、强大的多硫化锂吸附作用，但其制备方法复杂，粘结剂的粘结力仍有待提高。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种水性粘结剂，其具有强粘结力，使得电极中的活性物质、集流体等可以通过粘结剂相互组合成一个牢固的整体，提高电极的完整性，同时其可以缓解锂硫电池循环过程中的穿梭效应，进而提高电极的长循环稳定性、倍率性能和容量保持率，同时提高电极的质量比容量和活性物质载量。根据本发明的一个方面，提供了一种静电结合型水性粘结剂，包括独立存在的组分a和组分b，其中：组分a包括含有磷酸基团的化合物和/或含有磷酸基团的化合物溶液；含有磷酸基团的化合物溶液的浓度为1-10wt％；组分b包括含有氨基基团的化合物和/或含有氨基基团的化合物溶液；含有氨基基团的化合物溶液的浓度为1-10wt％；使用时，组分a和组分b根据含有磷酸基团的化合物和含有氨基基团的化合物的质量比为0.5:1-2:1进行混合，当组分a和/或组分b为化合物时，混合时化合物需配制成浓度为1-10wt％的溶液再混合。将含有磷酸基团和含有氨基基团的化合物分别配制成溶液再混合时，两者可以通过静电吸附作用结合，形成粘结力高、粘结性能强的粘结剂，可作为水性粘结剂使用。本发明提供的静电结合型水性粘结剂，氨基基团的引入能够提高聚合物粘结剂的性能，磷酸基团的引入能够提高离子电导率，从而可以提高锂离子电池电极材料长期循环条件下的电化学性能。在一些实施方式中，含有磷酸基团的化合物可以选自多聚磷酸和植酸中的一种或两种；含有氨基基团的化合物可以选自丝素蛋白、胶原蛋白、大豆蛋白和牛血清白蛋白中的至少一种。在一些实施方式中，含有磷酸基团的化合物可以为多聚磷酸，含有氨基基团的化合物可以为丝素蛋白。通过将丝素蛋白溶液和多聚磷酸溶液以静电吸附的形式结合，将强极性的磷酸基团和氨基基团引入粘结剂，可以显著提高粘结剂的电化学性能，使得使用多聚磷酸与丝素蛋白静电结合型水性粘结剂组装的硫电极在较高电流密度下的长周期循环性能和在大倍率电流下的充放电性能都得到提升。在一些实施方式中，上述包括多聚磷酸和丝素蛋白的静电结合型水性粘结剂的制备方法包括如下步骤：(1)将蚕茧按固液比10-50g/l加入浓度为4-10g/l的碳酸钠溶液中，加热至80-100℃保持1-2h，过滤取滤渣干燥，得丝素；(2)将丝素加入浓度为7-10m的溴化锂溶液中，溶解后通过滤布过滤并用截留分子量为3.5-10kda的透析膜透析得到浓度为1-10wt％的丝素蛋白溶液；(3)取多聚磷酸，与丝素蛋白溶液各自独立分装，即得静电结合型水性粘结剂，使用时根据多聚磷酸和丝素蛋白的质量比为0.5:1-2:1取多聚磷酸，然后将多聚磷酸加水配制成浓度为1-10wt％的多聚磷酸溶液，与丝素蛋白溶液进行混合即可；或者取多聚磷酸，加水配制成浓度为1-10wt％的多聚磷酸溶液，与丝素蛋白溶液各自分装，即得静电结合型水性粘结剂，使用时根据多聚磷酸和丝素蛋白的质量比为0.5:1-2:1取多聚磷酸溶液和丝素蛋白溶液进行混合即可。根据本发明的第二个方面，提供了本发明静电结合型水性粘结剂在制备锂离子电池电极中的应用。本发明所提供的静电结合型水性粘结剂应用于硫正极电极时，可以提高硫电极的循环性能和倍率性能等电化学性能，但本发明静电结合型粘结剂的应用不局限于硫电极，也可以应用于其他锂离子电池电极，包括但不限于：钴酸锂正极、磷酸铁锂正极、钴锰酸锂三元正极、硅基负极、石墨类负极等，应用范围广泛。根据本发明的第三个方面，提供了一种锂硫电池的硫正极，包括集流体和涂覆于集流体上的正极材料，其中，正极材料包括如下重量份数的组分：活性材料6-8份、导电剂1-4份和按固含量计算重量份数的本发明提供的粘结剂0.5-1.5份。本发明提供的静电结合型水性粘结剂粘结能力强，对活性材料和导电剂具有足够强的粘结作用，且当将正极材料涂覆于集流体上制备硫正极时，还可以使硫正极材料牢固地粘结在集流体上，从而可以使活性材料、导电剂、粘结剂和集流体组合成一个牢固的整体，能够有效维持硫正极结构的完整性以及硫正极的稳定性，进而可以有效提高硫正极的循环稳定性、倍率性能和容量保持率。在一些实施方式中，活性材料可以选自升华硫、li2s2、li2s4、li2s6、li2s8中的至少一种。在一些实施方式中，导电剂可以选自乙炔黑、导电石墨、superp、科琴黑、碳纳米管中的至少一种。在一些实施方式中，集流体可以选自铜箔、铝箔、泡沫铜、镀有铜的无纺布、泡沫镍、镀有镍的无纺布中的一种。根据本发明的第四个方面，提供了一种硫正极的制备方法，包括如下步骤：(1)将含有磷酸基团的化合物溶液、含有氨基基团的化合物溶液、活性材料和导电剂球磨混合，得电极浆料；(2)将电极浆料涂覆于集流体上，干燥，然后制成极片，干燥即得硫正极。应用本发明提供的静电结合型水性粘结剂制备硫正极的过程中，溶剂可以为水，不需要使用有机溶剂且制备过程中无有毒物质产生，且制备工艺简单，操作和设备成本低，经济环保。在一些实施方式中，干燥方法可以为真空干燥。进行干燥的目的是除去电极材料中含有的水分，干燥时使用的温度依电池材料的理化性能而定，不宜太高，也不宜太低。根据本发明的第五个方面，提供了一种锂硫电池，包括本发明提供的硫正极。在一些实施方式中，锂硫电池除本发明提供的硫正极外，还包括聚合物隔膜、电解液和锂负极。将硫正极、聚合物隔膜、电解液和锂负极在手套箱中组装成电池，即可以得到锂硫电池。使用本发明提供的静电结合型水性粘结剂的锂硫电池，与使用pvdf粘结剂组装的锂硫电池相比，初始放电比容量显著提高，循环200周后，容量保持率在70％左右，循环稳定性显著提高。此外，使用本发明静电结合型水性粘结剂的锂硫电池的倍率性能也能得到改善。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：(1)本发明提供的静电结合型水性粘结剂中，磷酸基团和氨基基团以静电吸附的形式结合，粘结力显著提高，且磷酸基团的引入能够有效提高离子电导率，从而有利于提高锂离子电池电极循环性能和大倍率充放电性能；(2)应用本发明提供的静电结合型水性粘结剂制得的硫正极具有更好的电极结构完整性和稳定性，循环稳定性好；(3)应用本发明提供的静电结合型水性粘结剂制备锂硫电池硫正极，原料低廉易得，方法简单，操作和设备成本低，且制备过程中不需要使用有机溶剂，经济环保。具体实施方式下面结合实施方式对本发明作进一步详细的说明。实施例仅用于解释而不以任何方式限制本发明。如无特殊说明，实施例中所用原料和试剂为可以通过市售获得的常规产品；实施例中未注明的具体条件的实验方法为所属领域熟知的常规方法和常规条件。实施例1丝素蛋白溶液的制备包括如下步骤：(1)在磁力搅拌的作用下，将5.3g碳酸钠加入1lph在6.8-7.4之间的去离子水中，使其溶解，得碳酸钠溶液；(2)将蚕茧按固液比10-50g/l加入碳酸钠溶液中，加热至80-100℃保持1-2h，偶尔搅拌；然后过滤，取滤渣进行干燥处理，得丝素；(3)取4g丝素溶解于16ml浓度为9.3m的溴化锂溶液(含溴化锂12.95g)中；然后将溶解后的溶液通过滤布过滤并进行透析得到浓度为2.5wt％的丝素蛋白溶液；其中，透析为去离子水透析，透析处理时间依透析袋不被涨破为标准，时间为3-5天，透析时要更换去离子水；透析袋的截留分子量为3.5-10kda。实施例2静电结合型水性粘合剂本实施例静电结合型水性粘合剂包括各自独立分装的多聚磷酸和浓度为2.5wt％的丝素蛋白溶液。使用时，根据多聚磷酸和丝素蛋白的质量比为0.5:1-2:1取多聚磷酸，然后将多聚磷酸加去离子水配制成浓度为1-10wt％的多聚磷酸溶液，与丝素蛋白溶液进行混合即可。实施例3静电结合型水性粘合剂本实施例静电结合型水性粘合剂包括各自独立分装的植酸和浓度为2.5wt％的丝素蛋白溶液。使用时，根据植酸和丝素蛋白的质量比为0.5:1-2:1取植酸，然后将植酸加去离子水配制成浓度为1-10wt％的植酸溶液，与丝素蛋白溶液进行混合即可。实施例4静电结合型水性粘合剂本实施例静电结合型水性粘合剂包括各自独立分装的多聚磷酸和大豆蛋白。使用时，根据多聚磷酸和大豆蛋白的质量比为0.5:1-2:1分别取多聚磷酸和大豆蛋白，分别将多聚磷酸和大豆蛋白加去离子水配制成浓度为1-10wt％的多聚磷酸溶液和大豆蛋白溶液，将多聚磷酸溶液和大豆蛋白溶液混合即可。实施例5静电结合型水性粘合剂本实施例静电结合型水性粘合剂包括各自独立分装的多聚磷酸和浓度为3wt％的胶原蛋白溶液。使用时，根据多聚磷酸和胶原蛋白的质量比为0.5:1-2:1取多聚磷酸，将多聚磷酸加去离子水配制成浓度为1-10wt％的多聚磷酸溶液，将多聚磷酸溶液和胶原蛋白溶液混合即可。实施例6静电结合型水性粘合剂本实施例静电结合型水性粘合剂包括各自独立分装的多聚磷酸和牛血清白蛋白。使用时，根据多聚磷酸和牛血清白蛋白的质量比为0.5:1-2:1分别取多聚磷酸和牛血清白蛋白，分别将多聚磷酸和牛血清白蛋白加去离子水配制成浓度为1-10wt％的多聚磷酸溶液和牛血清白蛋白溶液，将多聚磷酸溶液和牛血清白蛋白溶液混合即可。试验例1粘结性能测试(1)试验样品：样品1：将浓度为2.5wt％的丝素蛋白溶液和浓度为3wt％多聚磷酸溶液根据多聚磷酸和丝素蛋白的质量比为1.5:1共混，得到样品1；样品2：将浓度为2.5wt％的丝素蛋白溶液和浓度为3wt％植酸溶液根据植酸和丝素蛋白的质量比为0.7:1共混，得到样品2；样品3：将浓度为3wt％的大豆蛋白溶液和浓度为3wt％多聚磷酸溶液根据多聚磷酸和大豆蛋白的质量比为0.6:1共混，得到样品3；样品4：将浓度为3wt％的胶原蛋白溶液和浓度为3wt％多聚磷酸溶液根据多聚磷酸和胶原蛋白的质量比为0.8:1共混，得到样品4；样品5：将浓度为3wt％的牛血清白蛋白溶液和浓度为3wt％多聚磷酸溶液根据多聚磷酸和牛血清白蛋白的质量比为1:1共混，得到样品5；pvdf粘结剂：取0.02gpvdf，用0.2gn-甲基吡咯烷酮溶解配制成溶液，得pvdf粘结剂。(2)试验方法：粘结剂的粘结强度是借助于万用拉力机测试铝箔片的剥离强度来反应的。测试方法是：取出两片规格为宽40mm，长100mm的铝箔片，使用前需用酒精擦洗干净；测试时在两片铝箔的一端涂覆足够的粘结剂，涂覆面积为5.5cm×1.3cm，涂覆完后在60℃烘箱中放置2h干燥；最后剥离起样品的一端固定于拉力探头上，以10mm/min的恒定速度进行180°剥离，测试剥离过程中剥离力的大小用以表征粘结剂的粘结力强弱。(3)试验结果：见表1。表1粘结剂的粘结性能测试结果样品粘结力(n)样品13.22样品22.91样品33.05样品42.84样品52.64pvdf粘结剂0.17由表1的结果可知，pvdf粘结剂的粘结力仅为0.17n，而本发明实施例2粘结剂(样品1)的粘结力为3.22n，是pvdf粘结剂的约19倍，本发明其他实施例的粘结剂的粘结力也显著高于pvdf粘结剂。本发明提供的粘结剂具有更为优异的粘结性能，一方面可以降低活性物质、导电剂和粘结剂之间的接触阻抗，提高活性物质的利用率；另一方面，有利于保持电极循环过程中的结构稳定性，进而提高电池的循环稳定性。试验例2多硫化物吸附的可视化测试试验样品同试验例1。试验方法：向乙二醇二甲醚(dme)加入摩尔配比为1：3的li2s和单质s，室温下搅拌12h，即可制得亮黄色的多硫化物li2s4溶液；称取20mg粘结剂样品分别加至2ml的li2s4溶液中，静置12h后观察溶液的颜色变化。试验结果：加入pvdf粘结剂后，电解液颜色变浅但仍有亮黄色，而加入本发明提供的静电结合型水性粘结剂后，电解液的颜色变成浅黄色。结果表明，本发明所提供的静电结合型水性粘结剂对中间产物多硫化物具有更好的吸附作用，有利于抑制多硫化物的穿梭效应，进而提高电池的循环稳定性和库伦效率。对比例1锂硫电池的制备包括如下步骤：(1)硫正极的制备：将0.02gpvdf与0.12g硫粉、0.06g导电剂superp混合，在0.2gn-甲基吡咯烷酮中进行球磨，制得电极浆料，采用刮涂法将电极浆料均匀涂覆于集流体铝箔上，然后置于60℃烘箱干燥48小时，最后用裁片机裁出相应尺寸的极片，得到硫正极；(2)锂硫电池的装配：将步骤(1)制得的硫正极极片移入充满氩气的、水含量小于10ppm的手套箱中，逐片称重，并记录，然后在手套箱中与聚丙烯隔膜、电解液和锂负极一起组装成电池，即得到锂硫电池；其中，将1.0mol/l的双三氟甲基磺酰亚胺锂和1.0％硝酸锂溶解于1,2-二甲氧基乙烷和1,3-二氧戊环1：1混合溶液作为电解液。将对比例1制得的锂硫电池进行电性能测试，测试方法为：在land2001a电池测试仪上进行测试，测试方式为恒电流充放电，截止电压为1.7-2.8v，测试电流为0.5c(836ma/g)，测试温度为30℃，循环次数为200次。测试结果为：采用pvdf粘结剂组装的锂硫电池，在0.5c大小的电流密度下初始放电比容量仅为1000mah/g，循环200圈后，质量比容量仅为643mah/g，容量保持率为64.3％。实施例7锂硫电池的制备包括如下步骤：(1)将0.3g多聚磷酸溶解于10ml去离子水中制得多聚磷酸溶液；(2)将0.41g多聚磷酸溶液(多聚磷酸含量为0.012g)、0.32g浓度为2.5wt％的丝素蛋白溶液(丝素蛋白含量为0.008g)、0.12g硫粉和0.06g导电剂superp混合，在0.2g去离子水中进行球磨，制得电极浆料，采用刮涂法将电极浆料均匀涂覆于集流体铝箔上，然后置于60℃烘箱干燥48小时，最后用裁片机裁出相应尺寸的极片，得到硫正极；(3)将步骤(2)制得的硫正极极片移入充满氩气的、水含量小于10ppm的手套箱中，逐片称重，并记录，然后在手套箱中与聚丙烯隔膜、电解液和锂负极一起组装成电池，即得到锂硫电池；其中，将1.0mol/l的双三氟甲基磺酰亚胺锂和1.0％硝酸锂溶解于1,2-二甲氧基乙烷和1,3-二氧戊环1：1混合溶液作为电解液。本实施例制得的硫正极极片无裂痕，对制得的锂硫电池进行电性能测试，测试方法同对比例1，测试结果为：本实施例锂硫电池，在0.5c倍率下充放电，初始比容量为1106mah/g，循环200次后的容量仍保持在813mah/g，容量保持率为73.5％，表现出稳定的电化学性能。且相较于对比例1中采用pvdf粘结剂所组装的锂硫电池，采用本发明提供的静电结合型水性粘结剂所组装的锂硫电池具有更低的初始界面阻抗，且循环后界面阻抗的增幅更低，表现出更为优异的界面稳定性。实施例8锂硫电池的制备包括如下步骤：(1)将0.6g植酸溶解于20ml去离子水中制得植酸溶液；(2)将0.57g植酸溶液(植酸含量为0.017g)、0.91g浓度为2.5wt％的丝素蛋白溶液(丝素蛋白含量为0.023g)、0.24g硫粉和0.12g导电剂superp混合，在0.4g去离子水中进行球磨，制得电极浆料，采用刮涂法将电极浆料均匀涂覆于集流体铝箔上，然后置于60℃烘箱干燥48小时，最后用裁片机裁出相应尺寸的极片，得到硫正极；(3)将步骤(2)制得的硫正极极片移入充满氩气的、水含量小于10ppm的手套箱中，逐片称重，并记录，然后在手套箱中与聚丙烯隔膜、电解液和锂负极一起组装成电池，即得到锂硫电池；其中，将1.0mol/l的双三氟甲基磺酰亚胺锂和1.0％硝酸锂溶解于1,2-二甲氧基乙烷和1,3-二氧戊环1：1混合溶液作为电解液。本实施例制得的硫正极极片无裂痕，对制得的锂硫电池进行电性能测试，测试方法同对比例1，测试结果为：本实施例锂硫电池，在0.5c倍率下充放电，初始比容量为1108mah/g，循环200次后的容量仍保持在806mah/g，容量保持率为72.74％。且相较于对比例1中采用pvdf粘结剂所组装的锂硫电池，本实施例所组装的锂硫电池具有更低的初始界面阻抗，且循环后界面阻抗的增幅更低。实施例9锂硫电池的制备包括如下步骤：(1)将0.3g多聚磷酸溶解于10ml去离子水中制得多聚磷酸溶液；(2)将0.29g多聚磷酸溶液(多聚磷酸含量为0.008g)、0.43g浓度为3wt％的大豆蛋白溶液(大豆蛋白含量为0.013g)、0.14g硫粉和0.07g导电剂superp混合，在0.3g去离子水中进行球磨，制得电极浆料，采用刮涂法将电极浆料均匀涂覆于集流体铝箔上，然后置于60℃烘箱干燥48小时，最后用裁片机裁出相应尺寸的极片，得到硫正极；(3)将步骤(2)制得的硫正极极片移入充满氩气的、水含量小于10ppm的手套箱中，逐片称重，并记录，然后在手套箱中与聚丙烯隔膜、电解液和锂负极一起组装成电池，即得到锂硫电池；其中，将1.0mol/l的双三氟甲基磺酰亚胺锂和1.0％硝酸锂溶解于1,2-二甲氧基乙烷和1,3-二氧戊环1：1混合溶液作为电解液。本实施例制得的硫正极极片无裂痕，对制得的锂硫电池进行电性能测试，测试方法同对比例1，测试结果为：本实施例锂硫电池，在0.5c倍率下充放电，初始比容量为1120mah/g，循环200次后的容量仍保持在795mah/g，容量保持率为70.98％。且相较于对比例1的锂硫电池，本实施例所组装的锂硫电池具有更低的初始界面阻抗，且循环后界面阻抗的增幅更低。实施例10锂硫电池的制备包括如下步骤：(1)将0.3g多聚磷酸溶解于10ml去离子水中制得多聚磷酸溶液；(2)将0.31g多聚磷酸溶液(多聚磷酸含量为0.009g)、0.37g浓度为3wt％的胶原蛋白溶液(胶原蛋白含量为0.011g)、0.12g硫粉和0.06g导电剂superp混合，在0.4g去离子水中进行球磨，制得电极浆料，采用刮涂法将电极浆料均匀涂覆于集流体铝箔上，然后置于60℃烘箱干燥48小时，最后用裁片机裁出相应尺寸的极片，得到硫正极；(3)将步骤(2)制得的硫正极极片移入充满氩气的、水含量小于10ppm的手套箱中，逐片称重，并记录，然后在手套箱中与聚丙烯隔膜、电解液和锂负极一起组装成电池，即得到锂硫电池；其中，将1.0mol/l的双三氟甲基磺酰亚胺锂和1.0％硝酸锂溶解于1,2-二甲氧基乙烷和1,3-二氧戊环1：1混合溶液作为电解液。本实施例制得的硫正极极片无裂痕，对制得的锂硫电池进行电性能测试，测试方法同对比例1，测试结果为：本实施例锂硫电池，在0.5c倍率下充放电，初始比容量为1131mah/g，循环200次后的容量仍保持在786mah/g，容量保持率为69.56％。且相较于对比例1的锂硫电池，本实施例所组装的锂硫电池具有更低的初始界面阻抗，且循环后界面阻抗的增幅更低。实施例11锂硫电池的制备包括如下步骤：(1)将0.3g多聚磷酸溶解于10ml去离子水中制得多聚磷酸溶液；(2)将0.43g多聚磷酸溶液(多聚磷酸含量为0.013g)、0.43g浓度为3wt％的牛血清白蛋白溶液(牛血清白蛋白含量为0.013g)、0.16g硫粉、和0.08g导电剂superp混合，在0.4g去离子水中进行球磨，制得电极浆料，采用刮涂法将电极浆料均匀涂覆于集流体铝箔上，然后置于60℃烘箱干燥48小时，最后用裁片机裁出相应尺寸的极片，得到硫正极；(3)将步骤(2)制得的硫正极极片移入充满氩气的、水含量小于10ppm的手套箱中，逐片称重，并记录，然后在手套箱中与聚丙烯隔膜、电解液和锂负极一起组装成电池，即得到锂硫电池；其中，将1.0mol/l的双三氟甲基磺酰亚胺锂和1.0％硝酸锂溶解于1,2-二甲氧基乙烷和1,3-二氧戊环1：1混合溶液作为电解液。本实施例制得的硫正极极片无裂痕，对制得的锂硫电池进行电性能测试，测试方法同对比例1，测试结果为：本实施例锂硫电池，在0.5c倍率下充放电，初始比容量为1094mah/g，循环200次后的容量仍保持在796mah/g，容量保持率为72.76％。且相较于对比例1的锂硫电池，本实施例所组装的锂硫电池具有更低的初始界面阻抗，且循环后界面阻抗的增幅更低。以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。当前第1页1 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