[發(fā)明專利]一種鋰硫電池改性隔膜及其制備方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202110862227.7 | 申請(qǐng)日： | 2021-07-29 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN113725558B | 公開（公告）日： | 2022-09-13 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 陳功哲;黎天保;曹景超;涂飛躍;李中良;王力;譚金黎;焦?fàn)N;劉依卓子 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 長沙礦冶研究院有限責(zé)任公司 |
| 主分類號(hào)： | H01M50/449 | 分類號(hào)： | H01M50/449;H01M50/491;H01M50/403;H01M10/052 |
| 代理公司： | 長沙朕揚(yáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43213 | 代理人： | 段紅玉;楊斌 |
| 地址： | 410000 湖南*** | 國省代碼： | 湖南;43 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 電池 改性 隔膜 及其 制備 方法 | ||
1.一種鋰硫電池改性隔膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
(1)在無氧條件下，將多硫化物吸附劑、零維導(dǎo)電碳材料、一維導(dǎo)電碳材料、二維導(dǎo)電碳材料、催化劑、高分子聚合物、純水和極性有機(jī)溶劑混合分散均勻，得到改性隔膜漿料；
(2)將所述改性隔膜漿料涂覆在隔膜基底上，得到涂覆隔膜；
(3)將涂覆隔膜轉(zhuǎn)移至純水中靜置一段時(shí)間，得到去除溶劑的涂覆隔膜；
(4)將所述去除溶劑的涂覆隔膜進(jìn)行干燥，即得到鋰硫電池改性隔膜；
其中，所述步驟(1)中的純水和極性有機(jī)溶劑的質(zhì)量比為1:(50-200)時(shí)，將經(jīng)步驟(2)得到的涂覆隔膜浸沒在有機(jī)溶劑/水混合液中10-120s，再轉(zhuǎn)移至純水中靜置；所述有機(jī)溶劑/水混合液為有機(jī)溶劑與水的混合液，所述有機(jī)溶劑與水的體積比為1:(1-40)；
所述鋰硫電池改性隔膜包括隔膜基體，所述隔膜基體的一側(cè)或兩側(cè)表面上涂覆有導(dǎo)電涂層，所述導(dǎo)電涂層包括導(dǎo)電骨架以及負(fù)載于所述導(dǎo)電骨架的多硫化物吸附劑和催化劑；所述導(dǎo)電骨架主要由零維導(dǎo)電碳材料、一維導(dǎo)電碳材料和二維導(dǎo)電碳材料制備得到，其具有微孔結(jié)構(gòu)；
所述多硫化物吸附劑為三苯基膦；所述催化劑為Nb2O5、MoO2、CeO2、VO2、TiO2、ZnS、MoS2、Co3S4、VS4中的一種或者多種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰硫電池改性隔膜的制備方法，其特征在于，所述零維導(dǎo)電材料為科琴黑、super P中的一種或兩種；所述一維導(dǎo)電材料為單壁碳納米管、多壁碳納米管、氣相生長炭纖維中的一種或多種；所述二維導(dǎo)電材料為石墨烯、層狀Ti3C2中的一種或兩種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰硫電池改性隔膜的制備方法，其特征在于，所述零維導(dǎo)電碳材料、一維導(dǎo)電碳材料、二維導(dǎo)電碳材料、多硫化物吸附劑、催化劑的質(zhì)量比為(0.01-15):(0.01-10):(0.005-5):(0.5-5):(0.5-10)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的鋰硫電池改性隔膜的制備方法，其特征在于，所述隔膜基體為聚乙烯多孔膜、聚丙烯多孔膜中的一種或多種，所述隔膜基體的厚度為5-20μm；所述導(dǎo)電涂層的厚度為0.5-15μm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的鋰硫電池改性隔膜的制備方法，其特征在于，所述導(dǎo)電涂層還包括高分子聚合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，以100重量份計(jì)，各原料的添加量分別為：多硫化物吸附劑0.5-5份、零維導(dǎo)電材料0.01-15份、一維導(dǎo)電材料0.01-10份、二維導(dǎo)電材料0.005-5份、催化劑0.5-10份、高分子聚合物3-15份、純水0.5-5份，余量為極性有機(jī)溶劑；
所述極性有機(jī)溶劑為氮甲基吡咯烷酮、氮甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲亞砜、乙腈、磷酸三乙脂中的一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑/水混合液中的有機(jī)溶劑為氮甲基吡咯烷酮、氮甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲亞砜、乙腈、磷酸三乙脂中的一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所述混合分散的溫度為50-70℃，時(shí)間為5-24h；
所述步驟(3)中，所述靜置的時(shí)間為1-24h；
所述步驟(4)中，所述干燥在無氧條件下進(jìn)行，干燥溫度為50-90℃，時(shí)間為12-24h。
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