[發(fā)明專利]鋰硫電池用隔膜及包含該隔膜的鋰硫電池

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710006393.0
• 申請(qǐng)日: 2017-01-05
• 公開（公告）號(hào): CN106848161A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李寶華;周天紅;呂偉;楊全紅;李佳;趙嚴(yán)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)深圳研究生院
• 主分類號(hào): H01M2/16
• 分類號(hào): H01M2/16;H01M2/18;H01M10/0525
• 代理公司: 廣東德而賽律師事務(wù)所44322
• 代理人: 葉秀進(jìn)

1.鋰硫電池用隔膜，包括隔膜基體，其特征在于：還包括覆蓋層，所述覆蓋層包括石墨烯-硫化物異質(zhì)結(jié)材料，硫化物原位生長(zhǎng)于石墨烯上，異質(zhì)結(jié)材料中，石墨烯與硫化物的質(zhì)量比為（0.5-15）：1。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰硫電池用隔膜，其特征在于：所述硫化物為二硫化鈦、二硫化釩和硫化亞鐵中的至少一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰硫電池用隔膜，其特征在于，所述石墨烯-硫化物異質(zhì)結(jié)材料的制備方法至少包括以下步驟：

第一步，將氧化石墨烯溶解在水中形成氧化石墨烯水溶液；

第二步，將鈦源、鐵源和釩源中的至少一種分散在第一步得到的氧化石墨烯水溶液中，然后加入硫源并分散均勻，得到混合液；

第三步，將第二步得到的混合液置于100℃-300℃的環(huán)境中水熱反應(yīng)5h-20h，反應(yīng)完全后，冷卻、洗滌、離心，得到石墨烯上原位生長(zhǎng)二硫化鈦、二硫化釩和硫化亞鐵中的至少一種硫化物的異質(zhì)結(jié)材料。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰硫電池用隔膜，其特征在于，所述鈦源為四氯化鈦、鈦酸異丙酯和鈦酸四丁酯中的至少一種；所述鐵源為硝酸鐵、氯化亞鐵和硫酸亞鐵中的至少一種，所述釩源為偏釩酸銨、草酸氧釩和釩酸銀中的至少一種；所述硫源為硫脲、硫化鈉和硫代硫酸鈉中的至少一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰硫電池用隔膜，其特征在于，第一步中，氧化石墨烯與水的質(zhì)量比為（30-70）：100。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰硫電池用隔膜，其特征在于：硫化物的粒徑為10nm-3μm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰硫電池用隔膜，其特征在于：所述覆蓋層還包括粘接劑，并且石墨烯-硫化物異質(zhì)結(jié)材料與粘接劑的質(zhì)量比為（7-9）：（1-3），所述粘接劑為聚偏氟乙烯、丁苯橡膠和海藻酸鈉中的至少一種。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰硫電池用隔膜，其特征在于，所述覆蓋層的厚度為1μm-10μm。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰硫電池用隔膜，其特征在于，所述隔膜基體為聚乙烯多孔膜、聚丙烯多孔膜、聚乙烯/聚丙烯復(fù)合隔膜或聚對(duì)苯二甲酸乙二酯基無紡布隔膜或聚酰亞胺隔膜。

10.一種鋰硫電池，包括正極、負(fù)極、電解液和隔膜，其特征在于：所述隔膜為權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的鋰硫電池用隔膜。