一种锂硫电池及其隔膜和该隔膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锂硫电池及其隔膜和该隔膜的制备方法，属于锂离子电池隔膜技术领域。本发明专利技术的一种用于锂硫电池的功能膜，包括多孔膜基材，多孔膜基材的表面设有功能结构层，所述功能结构层的组分包括填充剂、粘接剂、导锂离子功能助剂，其中填充剂为MoS2、石墨烯、硫化铁、TiS2、ZrS2等层状材料中的一种或一种以上的组合其添加量为功能结构层总重的15‑80％。本发明专利技术的一种锂硫电池，采用上述功能膜作为隔膜。采用本发明专利技术的技术方案可以有效抑制多硫化锂的“穿梭效应”，并提高锂硫电池的库伦效率、容量和电导率。

【技术实现步骤摘要】
一种锂硫电池及其隔膜和该隔膜的制备方法
本专利技术属于锂离子电池隔膜
，更具体地说，涉及一种锂硫电池及其隔膜和该隔膜的制备方法。
技术介绍
近年来，越来越多的新能源汽车出现在人们的日常生活中，国家也大力支持和推进新能源电动汽车的市场化和应用。锂硫电池采用地球上含量丰富、高容量的硫作为正极，锂作为负极，放电时负极反应为锂失去电子变为锂离子，正极反应为硫与锂离子及电子反应生成硫化物，其反应方程式为：S8+16Li++16e-1＝8Li2S。由于发生多电子转移反应，锂硫电池具有很高的理论比容量，其理论能量密度为(1675mAh/g)，很好地契合了电动汽车的需求。锂硫电池目前在欧美国家已经有小范围的应用，同时由于硫单质具备环境污染小、无毒、成本低、且原料来源广泛等特点，锂硫电池是低成本、高能量密度系统最具前景的重要组成单元。其中，隔膜是锂硫电池中的一个重要组成部分，用于分离正极和负极，以避免内部短路，同时有助于自由锂离子在电极之间运输。但锂硫电池充放电时产生的中间产物多硫化锂极易通过隔膜从硫正极穿梭到锂负极，在锂负极上形成绝缘层，降低锂负极与隔膜的接触，使锂离子的传输受阻，库伦效率降低本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于锂硫电池的功能膜，包括多孔膜基材，多孔膜基材的表面设有功能结构层，其特征在于：所述功能结构层的组分包括填充剂、粘接剂和导锂离子功能助剂，其中填充剂为MoS2、石墨烯、硫化铁、TiS2、ZrS2、层状结构粘土、纳米层状粘土等层片状结构材料中的一种或一种以上的组合，其添加量为功能结构层总重的15‑80％。

【技术特征摘要】
1.一种用于锂硫电池的功能膜，包括多孔膜基材，多孔膜基材的表面设有功能结构层，其特征在于：所述功能结构层的组分包括填充剂、粘接剂和导锂离子功能助剂，其中填充剂为MoS2、石墨烯、硫化铁、TiS2、ZrS2、层状结构粘土、纳米层状粘土等层片状结构材料中的一种或一种以上的组合，其添加量为功能结构层总重的15-80％。2.根据权利要求1所述的一种用于锂硫电池的功能膜，其特征在于：所述的粘接剂为丁苯乳胶、苯丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯、改性石蜡树脂、卡波树脂、聚丙烯酸类、聚氨酯丙烯酸酯、聚丙烯酸酯共聚乳液、聚氨酯、氨基甲酸酯中的一种或一种以上的组合；所述粘接剂的用量为功能结构层总重的0.1-40％，优选为10-30％。3.根据权利要求1所述的一种用于锂硫电池的功能膜，其特征在于：所述的导锂离子功能助剂为Nafion介质，碳氢主链的导锂离子高分子介质，改性聚环氧乙烷，聚(乙二醇)二丙烯酸酯，聚(乙二醇)甲基醚丙烯酸酯，苯乙烯磺酸盐，乙烯基磺酸盐，丙烯酸丙酯磺酸盐，丙烯酸酯-丙基(三卤代磺酰基)酰亚胺，丙烯醛-丙基(三氟甲磺酰基)酰亚胺，Li3N，La0.5Li0.5TiO3和Li3.25Ge0.25P0.75S4中的一种或一种以上的组合，其添加量为功能结构层总重的0.5-45％，优选为15-30％。4.根据权利要求1-3中任一项所述的用于锂硫电池的功能膜，其特征在于：所述功能结构层的组分还包括如下功能助剂中的一种或一种以上的组合：羧甲基纤维素钠、聚环氧乙烷、聚氧化乙烯、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、明胶、海藻酸钠、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、直链烷基苯磺酸钠、烷基聚氧乙烯醚、月桂醇硫酸钠、扩散剂NNO、扩散剂MF、烷基磺酸盐，其添加量为功能结构层总重的0.1-25％，优选为0.1-14％。5.根据权利要求1-3中任一项所述的一种用于锂硫电池的功能膜，其特征在于：所述填充剂优选为MoS2或石墨烯，其添加量优选为功能结构层总重的40-60％；所述多孔膜基材选用聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺中的一种或几种，优选为聚乙烯或聚丙烯材料；该多孔膜基材的厚度为5～100μm，孔隙率为20％～8...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓豪，王杰，
申请(专利权)人：安徽新衡新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34