[發(fā)明專利]改性鋰硫電池隔膜漿料及其制備方法、應(yīng)用

在審

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• 申請日: 2020-02-03
• 公開（公告）號: CN113285177A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁海朝;徐鋒;郗騰;蘇碧海
• 申請（專利權(quán)）人: 河北金力新能源科技股份有限公司
• 主分類號: H01M50/449
• 分類號: H01M50/449;H01M50/446;H01M50/403;H01M10/0525
• 代理公司: 天津創(chuàng)智天誠知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12214
• 代理人: 李蕊

本發(fā)明公開了一種改性鋰硫電池隔膜漿料及其制備方法、應(yīng)用，改性鋰硫電池隔膜漿料按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，包括：溶劑、分散劑、導(dǎo)電炭黑、鹵氧化鉍、增稠劑和粘合劑，溶劑為去離子水和醇類的混合物，分散劑為聚丙烯酸鈉鹽、聚丙烯酸鉀鹽、聚丙烯酸銨鹽和聚羧酸鈉鹽中的一種或兩種以上的混合物，導(dǎo)電炭黑為Super P Li、乙炔黑、科琴黑、單壁碳納米管、多壁碳納米管、天然石墨和人工石墨中的一種或兩種以上的混合物，增稠劑為纖維素類增稠劑，粘合劑為水性聚丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、聚氨酯和環(huán)氧樹脂中的一種或兩種以上的混合物，在基膜上涂覆改性鋰硫電池隔膜漿料能夠抑制多硫化物的穿梭效應(yīng)，催化加速多硫化鋰轉(zhuǎn)化為硫化鋰。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電池隔膜技術(shù)領(lǐng)域，具體來說涉及一種改性鋰硫電池隔膜漿料及其制備方法、應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著新能源行業(yè)的蓬勃發(fā)展，市場對于電池的能量密度要求越來越高。目前的鋰離子電池，能量密度達(dá)到300Wh/kg就已經(jīng)成為行業(yè)標(biāo)桿，但依然無法緩解市場對于續(xù)航的焦慮。而且，目前電池成本居高不下，無法滿足成本低廉化的要求。所以，市場迫切需要新一代電池技術(shù)，降本增效，進(jìn)一步提升電池的能量密度，緩解續(xù)航焦慮并降低電池成本。

鋰硫電池作為新一代電池技術(shù)，由于其高能量密度和低成本的特點(diǎn)得到廣泛研究和關(guān)注。然而，由于一些技術(shù)問題，鋰硫電池遲遲未能商業(yè)化，其中的主要問題是電池循環(huán)過程中產(chǎn)生溶于電解液的多硫化物，多硫化物在電極之間穿梭，并且溶解的多硫化鋰轉(zhuǎn)化動(dòng)力學(xué)遲緩，導(dǎo)致電池循環(huán)過程中容量急劇衰減，無法滿足使用要求。目前鋰硫電池隔膜常用的改性方法是在隔膜正極側(cè)涂覆導(dǎo)電炭層，但不能阻止多硫化物的穿梭。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種改性鋰硫電池隔膜漿料。

本發(fā)明的另一目的是提供上述改性鋰硫電池隔膜漿料的制備方法。

本發(fā)明的另一目的是提供基于上述改性鋰硫電池隔膜漿料的鋰電池隔膜，該鋰電池隔膜在基膜上涂覆摻雜有鹵氧化鉍(BiOX，X＝Cl,Br,I)的改性鋰硫電池隔膜漿料，能夠抑制多硫化物的穿梭效應(yīng)，催化加速多硫化鋰轉(zhuǎn)化為硫化鋰的反應(yīng)。

本發(fā)明的另一目的是提供基于上述鋰電池隔膜的鋰電池。

本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的。

一種改性鋰硫電池隔膜漿料，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，包括：

溶劑100份、分散劑0.1～10份、導(dǎo)電炭黑0.1～20份、鹵氧化鉍2～10份、增稠劑0.1-2份和粘合劑0.1～10份，所述溶劑為去離子水和醇類的混合物，所述分散劑為聚丙烯酸鈉鹽、聚丙烯酸鉀鹽、聚丙烯酸銨鹽和聚羧酸鈉鹽中的一種或兩種以上的混合物，導(dǎo)電炭黑為Super P Li、乙炔黑、科琴黑、單壁碳納米管、多壁碳納米管、天然石墨和人工石墨中的一種或兩種以上的混合物，所述增稠劑為纖維素類增稠劑，所述粘合劑為水性聚丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、聚氨酯和環(huán)氧樹脂中的一種或兩種以上的混合物。

在上述技術(shù)方案中，所述醇類為乙醇、丙醇和異丙醇中的一種或兩種以上的混合物。

在上述技術(shù)方案中，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，所述去離子水和醇類的比為(1～10)：(1～10)。

在上述技術(shù)方案中，鹵氧化鉍為氯氧化鉍或溴氧化鉍。

在上述技術(shù)方案中，所述增稠劑為羧甲基纖維素鈉、羧甲基羥丙基纖維素和羥乙基纖維素中的一種或兩種以上的混合物。

上述改性鋰硫電池隔膜漿料的制備方法，包括以下步驟：

將所述溶劑、所述分散劑、所述導(dǎo)電炭黑、所述鹵氧化鉍、所述增稠劑和所述粘合劑混合均勻，得到所述改性鋰硫電池隔膜漿料。

在上述技術(shù)方案中，將溶劑、分散劑、導(dǎo)電炭黑、鹵氧化鉍、增稠劑和粘合劑混合均勻的具體操作為：