[發明專利]一種鋰硫離子電池改性隔膜的制備方法

在審

• 申請號: 201811456239.4
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109585753A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 張芳芳;趙亞;郭恒志;劉雷;陳懷勝
• 申請（專利權）人: 浙江衡遠新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M2/14
• 分類號: H01M2/14;H01M2/16
• 代理公司: 臺州市方圓專利事務所(普通合伙) 33107
• 代理人: 徐斌斌

本發明涉及一種鋰硫離子電池改性隔膜的制備方法，屬于電池技術領域。為了解決鋰硫電池的穿梭效應提高電池循環性能，提供一種鋰硫離子電池改性隔膜的制備方法，該方法包括將隔膜的基膜的表面進行粗化處理后，再放入金屬氯化物的鹽酸溶液中浸泡處理，烘干，得到相應的預處理基膜；將分散劑和粘結劑溶于相應的溶劑中，再加入導電劑混合，使得到導電劑的固含量為0.5％～40％的導電漿料；在經過預處理的基膜單面或雙面的表面上涂覆導電漿料形成導電涂層，烘干，得到相應的鋰硫離子電池改性隔膜。本發明能夠起到較好的保液和吸液能力，降低接觸電阻，有效的減小其作為電池隔膜后的電池內阻和提高電池高倍率的穩定性能。

技術領域

本發明涉及一種鋰硫離子電池改性隔膜的制備方法，屬于電池技術領域。

背景技術

鋰硫電池是以硫元素作為電池正極的一種鋰電池，而單質硫理論放電比容量可達到1675mAh/g，遠遠高于商業上廣泛應用的鋰離子電池。因此，硫正極活性物質是目前具有最高比容量的正極材料，鋰是金屬元素中具有最小的相對原子質量和最負的標準電極電勢。因此，鋰硫電池具有高理論放電電壓、高理論放電比容量、高理論比能量，有望滿足電動汽車的長遠發展要求，是一種非常有前景的鋰電池。據報道，鋰硫電池的實際比能量已達到350Wh kg^-1。但是，現在階段鋰硫電池面臨一系列難題:1.單質硫和放電產物Li₂S₂/Li₂S是電子和離子絕緣體,這增大了電池電阻及極化現象；2.正極材料在放電過程中存在著體積膨脹現象，造成材料結構坍塌，影響電池的循環性能；3.充放電過程中產生的可溶性多硫化物，由于擴散作用在正負極之間遷移反應，出現多硫化物的“穿梭效應”，造成活物質不可逆的損失。為了解決上述問題，本發明希望通過對電池的隔膜基膜進行改進以期達到有效抑制多硫化物的穿梭效應且能夠提高鋰硫電池的性能。

發明內容

本發明針對以上現有技術中存在的缺陷，提供一種鋰硫離子電池改性隔膜的制備方法，解決的問題是如何抑制多硫化物穿梭效應和減小內阻提高循環性能。

本發明的目的是通過以下技術方案得以實現的，一種鋰硫離子電池改性隔膜的制備方法，該方法包括以下步驟：

A、將隔膜的基膜的表面進行粗化處理后，再放入金屬氯化物的鹽酸溶液中浸泡處理，烘干，得到相應的預處理基膜；

B、將分散劑和粘結劑溶于相應的溶劑中，再加入導電劑混合，使得到導電劑的固含量為0.5％～40％的導電漿料；

C、在經過預處理的基膜單面或雙面的表面上涂覆導電漿料形成導電涂層，烘干，得到相應的鋰硫離子電池改性隔膜。

本發明通過先對基膜進行預處理，能夠使基膜的表面進行粗化，再通過采用金屬氯化物的鹽酸溶液進行浸泡目的是為了對基膜進行活化和敏化作用，從而使涂覆在表面的導電涂層能夠更好的附著在表面，減少它們之間的接觸電阻；然后，再將導電劑漿料直接涂覆在基膜的表面形成相應的涂層有效增加了隔膜保液能力和吸液率，并且導電漿料中所使用的粘結劑含有羥基或羧基等官能團能有效吸附多硫化物從而抑制多硫化物的穿梭效應提高電池循環性能。也就是說，本發明通過在基膜單面或雙面表面涂覆導電劑增加隔膜的保液能力、吸液率，降低接觸電阻，提高電池高倍率性能；另外，導電劑漿料中使用粘結劑中含有特殊官能團抑制多硫化物的穿梭效應，從而有效提高鋰硫電池的循環性能。

在上述鋰硫離子電池改性隔膜的制備方法中，作為優選，步驟A中所述金屬氯化物選自氯化鈉、氯化鉀、氯化鎂、氯化錫和氯化鈀中的一種或多種。能夠對基膜進行有效的預處理，對基膜進行活化。作為更進一步的優選，所述金屬氯化物選自氯化錫和氯化鈀的混合物，且所述氯化錫與氯化鈀的摩爾比為1：1.5～2.0，