[發明專利]一種自支撐鋰硫電池功能性隔層及其制備方法

有效

• 申請號: 202010156588.5
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111341972B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 釗妍;王加義
• 申請（專利權）人: 肇慶市華師大光電產業研究院
• 主分類號: H01M50/449
• 分類號: H01M50/449;H01M50/431;H01M50/403;H01M50/463;H01M10/42;H01M10/052
• 代理公司: 天津市尚文知識產權代理有限公司 12222
• 代理人: 郭平平

1.一種自支撐鋰硫電池功能性隔層，其特征在于，該隔層為硫化鋅/氧化鋅異質結空心納米管-碳布復合材料；所述隔層由以下方法制備所得：首先采用碳布作為生長基體，通過油浴在碳布上垂直生長氧化鋅空心納米管；再對氧化鋅空心納米管進行硫化合成硫化鋅空心納米管；然后利用水蒸氣刻蝕制備得到硫化鋅/氧化鋅異質結空心納米管-碳布復合材料用作鋰硫電池功能性隔層。

2.根據權利要求1所述自支撐鋰硫電池功能性隔層，其特征在于，通過以下步驟制備所得：

(1)制備硫化鋅空心納米管-碳布：首先取碳布并清洗，將醋酸鋅乙醇溶液利用滴涂法分散于碳布表面，待干燥后重新滴涂，重復滴涂-干燥操作三次后將處理后的碳布置于馬弗爐中在200～400℃條件下保溫10～60min，結束后碳布隨爐冷卻；然后將冷卻后的碳布置于醋酸鋅與烏洛托品的混合水溶液中在60～100℃條件下油浴6～12h，完成后再轉移至硫化鈉水溶液中，滴加硫代乙醇酸后在60～90℃條件下油浴6～12h，之后取出干燥，再置于醋酸溶液中靜置10～30min后取出碳布，清洗、干燥，得到硫化鋅空心納米管-碳布；

(2)制備硫化鋅/氧化鋅異質結空心納米管-碳布：首先將步驟(1)中制備所的硫化鋅空心納米管-碳布置于管式爐中在氬氣氣氛下以1～5℃/min的升溫速率升溫至300～500℃，然后在保持氬氣氣氛下向管式爐中泵入去離子水，速率為1～3mL/min,持續10～30min，待管式爐自然冷卻后即得硫化鋅/氧化鋅異質結空心納米管-碳布。

3.根據權利要求2所述自支撐鋰硫電池功能性隔層，其特征在于，所述步驟(1)中碳布裁剪為5cm×5cm，采用去離子水與乙醇各超聲清洗三遍。

4.根據權利要求2所述自支撐鋰硫電池功能性隔層，其特征在于，所述步驟(1)中醋酸鋅乙醇溶液的濃度為0.05～0.5mol/L。

5.根據權利要求2所述自支撐鋰硫電池功能性隔層，其特征在于，所述步驟(1)中醋酸鋅與烏洛托品的混合水溶液為100～200mL，其中醋酸鋅的濃度為0.5～1mol/L，烏洛托品的濃度為1～2mol/L。

6.根據權利要求2所述自支撐鋰硫電池功能性隔層，其特征在于，所述步驟(1)中硫化鈉水溶液為100～200mL，其中硫化鈉的濃度為1～2mol/L。

7.根據權利要求2所述自支撐鋰硫電池功能性隔層，其特征在于，所述步驟(1)中硫代乙醇酸為0.1～0.5mL。

8.根據權利要求2所述自支撐鋰硫電池功能性隔層，其特征在于，所述步驟(1)中醋酸溶液為10～20mL，醋酸濃度為0.1～0.5mol/L。