[發明專利]有機無機復合鋰離子傳導隔膜、其制備方法及利用其得到的鋰氧電池

有效

• 申請號: 201911282175.5
• 申請日: 2019-12-13
• 公開（公告）號: CN111048722B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 趙勇;梁棟;宋曉勝;韓慶;卞騰飛;王華
• 申請（專利權）人: 河南大學
• 主分類號: H01M50/446
• 分類號: H01M50/446;H01M50/403;H01M12/08
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 張麗

1.一種有機無機復合鋰離子傳導隔膜，其特征在于，通過下述方法獲得：將鋰化氧化石墨烯、聚苯乙烯磺酸鋰、二氧化硅負載于多孔纖維隔膜表面；鋰化氧化石墨烯、聚苯乙烯磺酸鋰、二氧化硅的負載量分別為0.7±0.5 mg、1.8±1.5 mg、2.7±2.0 mg。

2.根據權利要求1所述的有機無機復合鋰離子傳導隔膜，其特征在于，將鋰化氧化石墨烯、聚苯乙烯磺酸鋰、二氧化硅分散于1 ml的電解液中，超聲2~5 h，先吸取100~150 μl混合液體滴加至多孔隔膜表面并進行抽濾處理，后滴加50~80 μl去離子水至隔膜表面并進行抽濾處理，最后吸取50~80μl混合液體滴加至隔膜表面并進行抽濾處理，抽濾過后干燥即得。

3.根據權利要求1或2所述的有機無機復合鋰離子傳導隔膜，其特征在于，所述鋰化氧化石墨烯的制備過程如下：將氧化石墨烯分散于去離子水中，攪拌1~3 h并加入氫氧化鋰將pH值調至9，離心，棄清液，加入新的去離子水，重復上述操作直至混合溶液pH值至7，冷凍干燥固體樣品，即得鋰化氧化石墨烯，每10 mg氧化石墨烯分散于100 ml去離子水中。

4.根據權利要求1或2所述的有機無機復合鋰離子傳導隔膜，其特征在于，所述聚苯乙烯磺酸鋰的制備過程如下：向聚苯乙烯磺酸加入去離子水進行稀釋，攪拌1~3 h并加入氫氧化鋰將pH值調至7，冷凍干燥即得聚苯乙烯磺酸鋰，每10 ml聚苯乙烯磺酸需要加入100 mL去離子水。

5.利用權利要求1或2所述的有機無機復合鋰離子傳導隔膜制備有機無機復合鋰離子傳導隔膜鋰氧電池的方法，其特征在于，選用鋰為負極，負載有碳材料的導電基底為正極，正極到負極之間依次為吸附有氧化還原分子鋰氧電池電解液隔膜、有機無機復合鋰離子傳導隔膜隔開，進行電池組裝，即得。

6.根據權利要求5所述制備有機無機復合鋰離子傳導隔膜鋰氧電池的方法，其特征在于，所述吸附有氧化還原分子鋰氧電池電解液隔膜為玻璃纖維多孔膜、聚合物纖維多孔膜。

7.根據權利要求5所述制備有機無機復合鋰離子傳導隔膜鋰氧電池的方法，其特征在于，氧化還原分子鋰氧電池電解液隔膜的制備過程如下：將氧化還原分子溶解于鋰鹽電解液中，氧化還原分子在電解液中的濃度為0.01~3.00 mol/L，攪拌混合均勻即得氧化還原分子電解質；在隔膜表面滴加10~60 μl上述氧化還原分子電解質，即得氧化還原分子隔膜。

8.根據權利要求7所述制備有機無機復合鋰離子傳導隔膜鋰氧電池的方法，其特征在于，所述氧化還原分子為2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物、四硫富瓦烯、二甲基吩嗪、多硫化物、蒽醌、鐵酞菁中一種或兩種以上任意比例的混合物，鋰鹽電解液為0.5-5.0 mol/L的二(三氟甲烷)磺酰亞胺鋰的四乙二醇二甲醚溶液。

9.權利要求5所述的制備方法制得的有機無機復合鋰離子傳導隔膜鋰氧電池。