专利示意图

一、技术领域

电池技术领域

二、专利介绍

1.专利信息

专利类型：发明

专利权人：清华大学深圳国际研究生院

申请号：2024100693460

发明人：谢昭天、何欣、彭乐乐

2.专利说明书摘要

本发明提供了一种硫-硅全电池的制备方法和硫-硅全电池。该方法包括利用涂覆有硅碳浆料的极片A为半电池正极、以锂片为半电池负极，组装成半电池进行预嵌锂，将得到的极片A作为负极，以及利用涂覆有碳硫材料的极片B作为正极，将所述极片A和极片B组装成硫-硅全电池的的步骤。本发明还提供了由所述方法制得的硫-硅全电池。

3.创新点

（1）本发明提供一种硫-硅电池的制备及预锂化方法，具备可操作性强、成本较低的特点；

（2）该方法使用碳毡作为三维集流体，可以得到较高硫负载的硫-硅全电池；

（3）相对于锂金属-硫电池，该方法制备的硫-硅电池安全性较高。短路测试中，锂金属-硫电池短路后无法恢复，而硫-硅电池短路后可以充电恢复、继续循环；

（4）以硅碳负极替代锂金属负极，极大减少了循环中锂枝晶的产生。

4.痛点问题

（1）锂金属负极循环中的锂枝晶产生问题；

（2）硫-硅电池的硫负载问题；

（3）锂金属负极的安全性问题。

5.技术优势

（1）与传统锂金属-硫电池不同，本发明以硅碳负极替代锂金属负极，从资源丰度和成本来看有较大优势；

（2）利用碳毡为集流体，提高了硫的负载量；

（3）利用金属硼化物为催化剂，抑制了硫正极的穿梭效应，提高了全电池的循环稳定性；

（4）电池重量更轻、材料成本降低、比能量增加；

（5）本发明可操作性强，制备步骤相对简单，可有效节约成本，对硫-硅电池的工业化应用具有一定的促进作用。

三、产业化信息

1.应用场景

（1）硫-硅电池的安全性较高，可以适用于对安全性要求较高的应用场景，如航空航天领域；

（2）硫基电池对环境影响比传统锂离子电池低，有望在小型电子设备的供能中得以应用，如无人机；

（3）负极补锂技术，促进硅碳负极的进一步应用，提高电池的能量密度。 

2.商业价值

此项技术拥有巨大的商业前景，对于电化学储能行业有以下市场价值：

（1）本发明具有较高的安全性能，可以在安全性要求较高的场所替代锂金属-硫电池；

（2）本发明可以扩宽锂硫、硫-硅电池的应用该范围，使其应用于民用、军用和航空航天等多场景，具有极大的市场价值。

3.发展规划

（1）该技术未来可应用至动力电池领域，兼具安全性能和高能量密度，快速提高我国在能源材料领域的水平；

（2）该技术制备出的硫-硅电池工艺简单、污染少，可以兼顾经济效益及环境保护。

4.合作方式

面议

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联系方式：ttc@sz.tsinghua.edu.cn