[發(fā)明專利]鋰硫電池隔膜用涂層材料、隔膜及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310904554.3
• 申請(qǐng)日: 2023-07-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116632452B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊晨;張超波;周建峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇寶德新材料有限公司
• 主分類號(hào): H01M50/414
• 分類號(hào): H01M50/414;C08G83/00;H01M50/449;H01M50/489;H01M10/052;H01M10/42
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 周敏

1.一種鋰硫電池隔膜用涂層材料，其特征在于：所述涂層材料具有如下結(jié)構(gòu)單元：，所述結(jié)構(gòu)單元中的A、B、C、D、E、F、G、H分別獨(dú)立地選自H或-SO₃H，并且A、B、C、D、E、F、G、H至少有一個(gè)為-SO₃H，所述涂層材料上接枝有石墨烯，

所述涂層材料通過(guò)使端基為氨基的聚芳噁二唑預(yù)聚體與羧基化石墨烯在硫酸的存在下原位聚合而成，

所述聚芳噁二唑預(yù)聚體通過(guò)聯(lián)苯醚二甲酸和硫酸肼反應(yīng)生成，所述羧基化石墨烯占所述聯(lián)苯醚二甲酸和硫酸肼總質(zhì)量的0.1~0.8%，所述羧基化石墨烯的羧基含量為4~6%。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰硫電池隔膜用涂層材料，其特征在于：所述聚芳噁二唑預(yù)聚體的數(shù)均分子量為3000~5500?g/mol。

3.如權(quán)利要求1或2所述的涂層材料的制備方法，其特征在于：所述制備方法包括如下步驟：

步驟1、將聯(lián)苯醚二甲酸、硫酸肼、發(fā)煙硫酸混合，在第一溫度下反應(yīng)，制備聚芳噁二唑預(yù)聚體，控制所述硫酸肼的投料摩爾量大于所述聯(lián)苯醚二甲酸的投料摩爾量；

步驟2、將羧基化石墨烯與濃硫酸混合，配置成石墨烯分散液；

步驟3、使所述聚芳噁二唑預(yù)聚體與所述石墨烯分散液在第二溫度下反應(yīng)，所述第二溫度大于所述第一溫度，所述第二溫度為100~150℃。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于：所述第一溫度為60~90℃。

5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的制備方法，其特征在于：在所述第一溫度下反應(yīng)1~2h；和/或，在所述第二溫度下反應(yīng)2~3h。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于：所述步驟1中，聯(lián)苯醚二甲酸與硫酸肼的投料摩爾比為1：（1.01~1.1），混合體系的固含量為5~10%；和/或，

所述步驟2中，在超聲的作用下使羧基化石墨烯與濃硫酸混合，所述濃硫酸的投料體積為所述發(fā)煙硫酸的5~20%。

7.一種隔膜，其特征在于：所述隔膜包括如權(quán)利要求1或2所述的涂層材料。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的隔膜，其特征在于：所述隔膜包括基膜，所述基膜上涂覆有所述涂層材料。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的隔膜，其特征在于：所述基膜為PE膜或PP膜；和/或，所述涂層材料的厚度為3~6μm。

10.如權(quán)利要求7至9中任一項(xiàng)所述的隔膜的制備方法，其特征在于：所述制備方法包括使涂層材料溶解在溶劑中制成涂覆液，然后通過(guò)旋涂的方式使所述涂覆液涂覆在基膜的一側(cè)。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制備方法，其特征在于：所述涂覆液的固含量為2~6%；和/或，控制所述旋涂的轉(zhuǎn)速為1500~2500r/s和/或時(shí)間為40~80s。