[發明專利]一種用于鋰-硫電池的氧化鎢/黏土礦物納米材料改性隔膜的制備方法

有效

• 申請號: 202110651753.9
• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN113381121B
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發明（設計）人: 張俊平;楊燕飛;李凌霄;李步成;魏晉飛
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘭州化學物理研究所
• 主分類號: H01M50/403
• 分類號: H01M50/403;H01M50/431;H01M50/449;H01M10/052
• 代理公司: 蘭州智和專利代理事務所(普通合伙) 62201
• 代理人: 張英荷

1.一種用于鋰-硫電池的氧化鎢/黏土礦物納米材料改性隔膜的制備方法，包括以下步驟：

（1）氧化鎢/黏土礦物納米材料的制備：將鎢源添加到強極性溶劑中，攪拌、超聲處理直至溶解；再添加黏土礦物納米粒子，攪拌、超聲處理得到均勻的懸浮液；調節懸浮液pH值至1~3后轉移到反應釜中進行水熱反應，產物經洗滌，干燥，研磨，得到氧化鎢/黏土礦物納米材料；鎢源和黏土礦物納米粒子的質量比為1:0.3~1:3；所述水熱反應是在130~200 °C下反應12~48 h；

（2）氧化鎢/黏土礦物納米材料改性隔膜的制備：將氧化鎢/黏土礦物納米材料、導電劑和粘結劑混合、球磨后，加入溶劑調節漿料的粘度至700~1300 mPa·s，并攪拌均勻得漿料；然后采用輥涂方法將上述漿料涂覆于商業隔膜單側，經熱固化，得到用于鋰-硫電池的氧化鎢/黏土礦物納米材料改性隔膜；所述導電劑和氧化鎢/黏土礦物納米材料的質量比為9:1~0.6:1，二者在復合涂層中的質量百分含量為90%~97%；所述氧化鎢/黏土礦物納米材料涂層的厚度為1~4 ± 0.5 μm。

2.如權利要求1所述一種用于鋰-硫電池的氧化鎢/黏土礦物納米材料改性隔膜的制備方法，其特征在于：步驟（1）中，所述鎢源為氯化鎢、鎢酸鈉、六羰基鎢、偏鎢酸銨中的一種，所述黏土礦物納米片為鋰皂石、鋰基蒙脫石、鈣基蒙脫石、凹凸棒石、埃洛石中的至少一種。

3.如權利要求1所述一種用于鋰-硫電池的氧化鎢/黏土礦物納米材料改性隔膜的制備方法，其特征在于：步驟（1）中，所述強極性溶劑為去離子水、乙醇、異丙醇、N, N-二甲基甲酰胺中的酰胺中的至少一種。

4.如權利要求1所述一種用于鋰-硫電池的氧化鎢/黏土礦物納米材料改性隔膜的制備方法，其特征在于：步驟（2）中，所述導電劑為super P、乙炔黑、石墨烯、還原氧化石墨烯、導電碳納米管中的至少一種。

5.如權利要求1所述一種用于鋰-硫電池的氧化鎢/黏土礦物納米材料改性隔膜的制備方法，其特征在于：步驟（2）中，所述粘結劑為聚偏氟乙烯、羧甲基纖維素鈉、LA133中的至少一種，粘結劑在復合涂層中的質量百分含量為3%~10%。

6.如權利要求1所述一種用于鋰-硫電池的氧化鎢/黏土礦物納米材料改性隔膜的制備方法，其特征在于：步驟（2）中，所述溶劑為去離子水、異丙醇、N, N-二甲基甲酰胺中的至少一種。

7.如權利要求1所述一種用于鋰-硫電池的氧化鎢/黏土礦物納米材料改性隔膜的制備方法，其特征在于：步驟（2）中，所述商業隔膜為聚丙烯隔膜、聚乙烯隔膜、聚乙烯/聚丙烯混合隔膜、聚酰亞胺隔膜、聚偏氟乙烯隔膜、玻璃纖維隔膜中的一種。

8.如權利要求1所述一種用于鋰-硫電池的氧化鎢/黏土礦物納米材料改性隔膜的制備方法，其特征在于：步驟（2）中，所述熱固化是在55~65°C干燥20~24 h。