，而且也消除了電池在使用過 程中的膨脹現(xiàn)象，從而有利于提高電池的充電和放電效率和延長電池的使用壽命。
[0023] 本發(fā)明還提供了一種具有高導(dǎo)電性、高強(qiáng)度和長壽命的天然石墨和石墨締混合物 電池陽極的制備方法。利用該種方法制備的電池陽極具有適宜的比重，從而具有適宜的孔 隙度。該種多孔隙的電池陽極在使用過程中就不會出現(xiàn)因裡離子的嵌合和去嵌合作用產(chǎn)生 的膨脹和收縮應(yīng)力，因此就不會出現(xiàn)上述的因陽極膨脹和電解質(zhì)溶液在陽極表面發(fā)生的降 解現(xiàn)象產(chǎn)生的影響電池壽命和降低電池充電效率的問題。
[0024] 本發(fā)明進(jìn)一步提供了防止電池陽極表面產(chǎn)生樹枝狀金屬裡突起的方法。
[0025] 本發(fā)明也提供了能夠阻止可溶性多聚硫離子從電池陰極流失的海綿狀電池隔膜 的制備方法。此種隔膜具有高孔隙率、高絕緣性、高機(jī)械強(qiáng)度、對電池使用的有機(jī)電解質(zhì)具 有高浸潤性和耐受性，并對裡離子具有高通透性，而且還具有儲存電解質(zhì)的能力。
[0026] 四、附圖及【附圖說明】
[0027] 附圖是顯示電池組件裝配方式的局部剖面圖。其中，（1)為電池陰極、電池隔膜和 電池陽極組成長的電池組件；（2)為用聚氯己締或聚丙締制成的密封蓋板；（3)為用聚丙締 或聚氯己締制成的電池外殼；(4)和（5)分別為位于密封蓋板上的正極接線端子和負(fù)極接 線端子；(6)為抽氣嘴；（7)為電解液灌注管閥口； (8)為灌注管與密封蓋板（2)的連接部； (巧和（腳分別為電池陰極引線和陽極引線。
[0028] 五、實(shí)施方式
[0029]W下展示實(shí)施例僅是本發(fā)明揭示的多聚硫化物哲基化石墨締納米復(fù)合物-裡離 子可充電電池的諸多制備方法中最佳的實(shí)施方式。很明顯，本發(fā)明揭示的多聚硫化物哲基 化石墨締納米復(fù)合物硫-裡離子可充電電池制備方法并不局限于下述實(shí)施例中，而包含多 種實(shí)施方式。因此，如下所展示的實(shí)施例僅是為了進(jìn)一步解釋本發(fā)明揭示的多聚硫化物哲 基化石墨締納米復(fù)合物-裡離子可充電電池的制備方法的原理和設(shè)計(jì)理念，而不能把本發(fā) 明看作僅限于實(shí)施例揭示的方法，與之相反，本發(fā)明涵蓋了所有在本發(fā)明設(shè)計(jì)原理和設(shè)計(jì) 理念內(nèi)所做的配方調(diào)整和結(jié)構(gòu)變換。
[0030] 實(shí)施例1.多聚硫化鋼哲基化石墨締納米復(fù)合物和含多聚硫化鋼-哲基化石墨締 納米復(fù)合物電池陰極的制備方法
[0031] 如上所述，單質(zhì)硫是電導(dǎo)率為5x icr^s/cm的不良導(dǎo)體。它不能直接作為可充電 電池電化反應(yīng)的活性物質(zhì)制作硫-裡可充電電池的陰極。
[0032] 石墨締是W單層碳原子構(gòu)成的薄膜狀石墨。由于其中每個碳原子同相鄰的=個碳 原子W共價(jià)鍵結(jié)合形成兩維蜂巢狀結(jié)構(gòu)，每個碳原子有一個自由電子，所W石墨締具有的 優(yōu)異導(dǎo)電特性。而且石墨締具有極高的比表面積，可W附著大量的元素硫。因此，石墨締可 W彌補(bǔ)不導(dǎo)電的單質(zhì)硫作為電池陰極材料產(chǎn)生的高阻抗問題。但是，陰極在使用過程中出 現(xiàn)的影響電池壽命的膨脹問題尚未得到解決。
[0033] 本發(fā)明采用下述方法將哲基化石墨締同多聚硫化鋼結(jié)合，用產(chǎn)生的多聚硫化鋼 哲基化石墨締納米復(fù)合物制備成電池的陰極。該種電池陰極經(jīng)過預(yù)充電處理后，裡離子取 代多聚硫化鋼中的鋼離子，電極就轉(zhuǎn)變成為多聚硫化裡-石墨締納米復(fù)合物陰極。該種方 法不僅克服了上述陰極膨脹問題，而且因?yàn)榇笾睆戒撾x子留下的空穴降低了裡離子的進(jìn)、 出陰極的阻力，從而降低了電池的內(nèi)阻。
[0034] 多聚硫化鋼哲基化石墨締納米復(fù)合物的制備方法如下；
[00巧]將10克石墨締粉末（購自西班牙Graphenano公司）和35克40-60克分析純硫 粉加入到具有聚四氣己締襯里的250毫升不誘鋼燒杯中，添加110毫升5摩爾氨氧化鋼溶 液，在超聲波震蕩器的作用下，使石墨締粉末和硫粉完全懸浮入氨氧化鋼溶液中；
[0036] 將上述不誘鋼燒杯放置在一個裝有加熱用礦物油的電熱不誘鋼反應(yīng)蓋中。加熱至 攝氏300度保溫兩小時(shí)后，冷卻至室溫。在該一處理過程中石墨締被哲基化，單質(zhì)硫被轉(zhuǎn)化 為通過哲基與哲基化石墨締結(jié)合的多聚硫化鋼（NasSg);
[0037] 將得到的多聚硫化鋼-哲基化石墨締納米復(fù)合物平攤在四只直徑為150毫米的玻 璃培養(yǎng)皿中。將該四只培養(yǎng)皿置于溫度設(shè)定在攝氏50度的真空干燥箱中烘干至恒重；
[0038] 將上述干燥處理后的多聚硫化鋼哲基化石墨締納米復(fù)合物置于高能球磨機(jī)中礙 磨8小時(shí)后密封保存?zhèn)溆茫?br>[0039] 將8克多聚硫化鋼哲基化石墨締納米復(fù)合物粉末與1克己訣炭黑和1克聚偏二氣 己締充分混合后，添加適量的N-甲基-2-化咯燒酬混合制備成粘稠糊狀物；
[0040] 按照需要的電極尺寸將上述糊狀物平鋪在用侶巧制成的長方形陰極電流集電體 上，并用合適的工具壓實(shí)抹平后，置于充滿氮?dú)獾?、溫度設(shè)定為攝氏105度的烘箱中，烘干 去除N-甲基-2-化咯燒酬，即得含多聚硫化鋼-哲基化石墨締納米復(fù)合物的電池陰極。
[0041] 采用該一方法制備的電池陰極，組裝成電池后，在下述的預(yù)充電過程中，其中的鋼 離子將通過電解質(zhì)嵌合進(jìn)入電池陽極。此時(shí)的陰極則成為密度較低的多聚硫化裡哲基化石 墨締納米復(fù)合物陰極。由于鋼離子的直徑大于裡離子，因而降低了裡離子的進(jìn)出陰極的阻 力。同時(shí)，嵌合在陽極中的鋼離子也減小了陽極中裡離子嵌合/去嵌合通道的阻力，進(jìn)一步 降低了電池的內(nèi)阻，提高電池的比容量。
[0042] 實(shí)施例2.多聚硫化鋼哲基化石墨締納米復(fù)合物的電池陰極中硫含量的測定方 法
[0043] 按GB214-83煤中全硫的測定方法中的重量法（艾±卡法）測定制備的多聚硫化 鋼-哲基化石墨締納米復(fù)合物粉末中的硫含量。通過測定發(fā)現(xiàn)，按本發(fā)明揭示的方法制備 的多聚硫化物哲基化石墨締納米復(fù)合物陰極的硫含量不低于70%。
[0044] 實(shí)施例3.含石墨締電池陽極的制作方法
[0045] 為了克服傳統(tǒng)的裡離子可充電電池的陽極在使用過程中出現(xiàn)的破裂問題、陽極破 裂面與電解質(zhì)反應(yīng)造成的電池內(nèi)阻增大、電池膨脹等縮短電池使用壽命的問題和樹枝狀金 屬裡突起生成問題。本發(fā)明采用如下一些措施改進(jìn)石墨陽極的結(jié)構(gòu)和特性：
[0046] 首先，將石墨締作為電池陽極的組成成分之一。因?yàn)榕c天然石墨相比石墨締具有 更好的導(dǎo)電性和機(jī)械強(qiáng)度，該一措施可W增加陽極的導(dǎo)電性和機(jī)械強(qiáng)度；
[0047] 其次，采用較細(xì)的石墨粉末和適宜的粘結(jié)劑制備陽極，并限定陽極的密度，W增加 陽極的多孔性；
[004引最后，用絕緣性多聚物遮蓋陽極的邊緣部位，W抑制樹枝狀金屬裡突起的生長。
[0049] 陽極的制備方法詳述如下：
[0050] 將天然石墨粉磨成4900孔標(biāo)準(zhǔn)篩測定的篩余小于5%的超細(xì)粉末后，在2%的稀 硝酸溶液中浸泡30分鐘，濾除硝酸后用去離子水清洗至中性后，置于攝氏80度烘箱烘干備 用。
[0051] 石墨締粉末的長度和寬度均在5微米至10微米之間。
[0052] 根據(jù)陽極尺寸取8份處理后的石墨粉與1份石墨締粉末和1份聚偏二氣己締粉末 充分混合后，用適量的N-甲基-2-化咯燒酬調(diào)成粘稠的糊狀物。將后者平鋪到根據(jù)陽極需 要的尺寸用銅巧制成的陽電流集電體上，用合適的工具壓實(shí)抹平后，在攝氏105度烘箱中 烘干。所得電池陽極的比重控制在1. 6 + 0. 2克/厘米3。
[0053] 為避免在電池陽極邊緣部位生成樹枝狀金屬裡突起，采用硅膠或聚偏二氣己締膠 (用二甲基亞諷溶解適量的聚偏氣二己締制得）遮蓋已制備完成的陽極四周邊緣部位。
[0054] 實(shí)施例4.電極間隔膜的制備方法
[0055] 如上所述可充電電池陰極和陽極之間的隔膜是電池的結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵內(nèi)層組件之 一。隔膜的性能決定了電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等，直接影響電池的容量、電池的壽命和安全 性能等特性。性能優(yōu)異的隔膜對提高電池的綜合性能具有重要的作用。
[0056] 本發(fā)明設(shè)計(jì)的電池隔膜是由電絕緣材料和陰離子多聚物組成的復(fù)合材料隔膜。它 除了具有將電池的陰極和陽極負(fù)極分隔開來，防止兩極接觸而短路的功能之外，還具有僅 允許裡離子通過，阻止硫負(fù)離子特別是阻止多聚硫離子通過的功能。此外，它還具有孔徑適 中的海綿狀結(jié)構(gòu)，而且對電池使用的有機(jī)電解質(zhì)具有良好的可浸潤性和耐受性。
[0057] 本發(fā)明設(shè)計(jì)的復(fù)合材料電池隔膜采用電子工業(yè)用玻璃纖維布（