[發(fā)明專利]一種高循環(huán)性能電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010543948.7
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN111653714B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 奧格博多·?？ぶ斓?/a>;李軍
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南博盛新能源技術(shù)有限公司
• 主分類號: H01M50/403
• 分類號: H01M50/403;H01M50/431;H01M50/443;H01M50/451;H01M50/489;H01M10/052
• 代理公司: 北京中仟知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11825
• 代理人: 田江飛

本發(fā)明公開了一種高循環(huán)性能電池，其包括正極、負極、隔膜及電解液，隔膜包括基膜及涂覆于基膜表面的硫化銅鋅/多孔空心SiO₂的復(fù)合材料層，硫化銅鋅/多孔空心SiO₂具體制備工藝為(1)制備多孔空心SiO₂材料；(2)將鋅鹽與銅鹽加入乙醇?水溶液中攪拌溶解，(3)在溶液中加入硫脲、SiO₂材料，再將該混合液轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中，在160～230℃下反應(yīng)15～18小時；(4)將產(chǎn)物在350～500℃下燒結(jié)，反應(yīng)完成后，待粉末自然冷卻至室溫，經(jīng)洗滌、干燥后得到硫化銅鋅/多孔空心SiO₂復(fù)合材料，將該復(fù)合材料涂覆于基膜表面以應(yīng)用于鋰硫電池。采用本發(fā)明的技術(shù)方案能夠有效抑制鋰硫電池循環(huán)過程中多硫化鋰引發(fā)的穿梭效應(yīng)，提高鋰硫電池的循環(huán)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電池技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

工業(yè)與信息化社會的蓬勃發(fā)展對儲能材料提出了更高的要求。理論上鋰硫電池的能量密度大約是2600Wh·kg^-1,最高比容量高達1675mAh·g^-1以上,遠遠超出目前已實用化的鋰電體系。除此之外,硫具有原材料成本極低,環(huán)境友好等特點。因而鋰硫電池成為了極具開發(fā)前景的儲能材料。但是由于單質(zhì)硫較差的導(dǎo)電性以及多硫化鋰溶解穿梭等因素造成鋰硫電池出現(xiàn)正極材料的活性物質(zhì)利用率大幅下降、電池循環(huán)性能差的問題，限制了鋰硫電池的商業(yè)化應(yīng)用。對隔膜進行改性，是一種非常有可能解決這一點的方法，并已經(jīng)獲得了大量研究人員的關(guān)注。其中金屬氧化物/硫化物/磷化物/氮化物等極性無機納米顆粒，因其對多硫化物具有強的化學(xué)吸附作用，而被視作良好的隔膜修飾類材料。

本發(fā)明制備了硫化銅鋅/多孔空心SiO₂復(fù)合材料，并將其首次應(yīng)用在鋰硫電池，獲得了優(yōu)異的循環(huán)和倍率性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供一種鋰硫電池隔膜，其特征在于，所述隔膜包括聚烯烴基膜和硫化銅鋅/多孔空心SiO₂復(fù)合材料涂層，所述硫化銅鋅/多孔空心SiO₂位于所述聚烯烴基膜表面，所述硫化銅鋅/SiO₂復(fù)合材料包括空心多孔SiO₂，以及填充于SiO₂空心多孔中的硫化銅鋅。

所述SiO₂空心球直徑為200～1000nm。

一種鋰硫電池隔膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：制備多孔空心SiO₂材料；

步驟2：將鋅鹽與銅鹽混合于乙醇-水溶液中攪拌溶解，隨后加入硫脲，繼續(xù)攪拌，

步驟3：將步驟1中得到的空心多孔SiO₂材料加入步驟2中的混合液中，隨后將再轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中，在160～230℃下反應(yīng)15～18小時；

步驟4：將步驟3得到的產(chǎn)物干燥洗滌，隨后在350～500℃下燒結(jié)，反應(yīng)完成后，待粉末自然冷卻至室溫，經(jīng)洗滌、干燥后得到硫化銅鋅/空心多孔SiO₂復(fù)合材料；

步驟5：將步驟4得到的復(fù)合材料和粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑溶于N-甲基吡咯烷酮中，混合均勻后涂覆在基膜的表面上，干燥。

所述多孔空心二氧化硅的制備工藝為：

將SiO₂凝膠分散于水中，加入PVP，升溫至80-100度，回流2-4小時，降至室溫后再加入堿溶液，攪拌，離心，清洗，得到多孔空心SiO₂微球。

有益效果：