[發明專利]一種用于鋰硫電池的改性隔膜及其制備方法

在審

• 申請號: 202010189111.7
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111354906A
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 張永光;馬恒
• 申請（專利權）人: 肇慶市華師大光電產業研究院
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16;H01M2/14;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

1.一種用于鋰硫電池的改性隔膜，其特征在于，該改性隔膜含有g-C₃N₄/CNT復合材料。

2.一種權利要求1所述用于鋰硫電池的改性隔膜制備方法，包括以下步驟：

(1)制備石墨氮化碳g-C₃N₄及其懸浮液：首先將三聚氰胺溶解于去離子水中進行攪拌至完全溶解，得到三聚氰胺透明溶液；然后將所得三聚氰胺透明溶液轉移至反應釜中進行加熱處理，過濾收集反應產物；最后將反應產物加入氧化鋁坩堝中，在空氣氣氛下進行煅燒；完成后冷卻至室溫，收集最終黃色產物即得g-C₃N₄粉末；將所得g-C₃N₄粉末加去離子水進行研磨至均勻，制成g-C₃N₄懸浮液；

(2)超聲粉碎g-C₃N₄懸浮液：對步驟(1)所得g-C₃N₄懸浮液先進行攪拌，然后進行超聲粉碎處理得到g-C₃N₄溶液，將所得g-C₃N₄溶液封存備用；

(3)制備g-C₃N₄/CNT混合溶液：將步驟(2)所得g-C₃N₄溶液與碳納米管水分散液進行混合配制，配制完成后先攪拌后超聲處理，得到g-C₃N₄/CNT混合溶液；

(4)涂隔膜：首先將步驟(3)所得的g-C₃N₄/CNT混合溶液烘干制得g-C₃N₄/CNT粉末，然后滴加NMP進行研磨，最后涂覆于干凈隔膜上，烘干，即得改性隔膜。

3.根據權利要求2所述用于鋰硫電池的改性隔膜制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中加熱處理的溫度為145～185℃，加熱時間為16～24h；煅燒溫度為400～520℃，煅燒時間為2～4h。

4.根據權利要求2所述用于鋰硫電池的改性隔膜制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中制得的g-C₃N₄懸浮液濃度為0.3～0.5mg/mL。

5.根據權利要求2所述用于鋰硫電池的改性隔膜制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中攪拌時間為3～5小時；超聲處理具體為：超聲時間為30～50分鐘；每一次的超聲循環時間為5秒，其中的超聲時間為2秒，時間間隔為3秒。

6.根據權利要求4所述用于鋰硫電池的改性隔膜制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中碳納米管水分散液中碳納米管的質量分數為10％。

7.根據權利要求6所述用于鋰硫電池的改性隔膜制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中g-C₃N₄溶液內所含g-C₃N₄與碳納米管水分散液內所含碳納米管的質量比為10:1。

8.根據權利要求2所述用于鋰硫電池的改性隔膜制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中攪拌時間為3～5小時，超聲處理3～5小時。

9.根據權利要求2所述用于鋰硫電池的改性隔膜制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中NMP的滴加量為2～4mL。

10.根據權利要求2所述用于鋰硫電池的改性隔膜制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中研磨時間為20～40分鐘；在50℃下烘干8～10小時。