一种具有电催化功能隔膜的制备方法及其在锂硫电池中的应用技术

本发明专利技术属于锂硫电池技术领域，涉及一种具有电催化功能的隔膜及其制备方法和应用。所述隔膜是由商用聚合物隔膜基体及涂覆在隔膜基体一侧表面的电催化功能修饰层组成，其中：所述电催化功能修饰层包括粘结剂、导电剂和电催化剂；所述电催化剂为石墨烯和杂原子掺杂的MoS

【技术实现步骤摘要】
一种具有电催化功能隔膜的制备方法及其在锂硫电池中的应用
本专利技术属于电化学储能电池领域，具体涉及一种具有电催化功能的隔膜、其制备方法及其在锂硫电池中的应用。
技术介绍
锂硫电池是受到科学界和产业界寄予厚望的锂二次电池体系之一。锂硫二次电池以金属锂为负极，单质硫为正极，其理论比容量为1675mAhg-1理论能量密度为2600Whkg-1，实际能量密度目前也能高达400Whkg-1，且高比能高比功的同时成本低廉、环境友好。但是，锂硫二次电池存在硫活性物质利用率低、电化学可逆性差以及容量衰减快等缺陷，目前还是制约锂硫电池发展的关键瓶颈。对于锂硫二次电池，其硫正极材料存在的主要共性技术问题如下：(1)单质硫和放电产物硫化锂Li2S的本征电导率都极低，使得活性物质利用率低；(2)单质硫在充放电过程中形成的中间产物多硫化锂Li2S8、Li2S6和Li2S4易溶于电解液，造成活性物质流失；(3)多硫化锂的电化学反应速率缓慢和电化学活性低；(4)在浓度梯度的作用下，溶于电解液的多硫化锂穿过隔膜与金属锂负极直接接触，形成“穿梭效应”，导致循环性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有电催化功能的隔膜，其特征在于：所述电催化功能隔膜是由商用聚合物隔膜基体及涂覆在隔膜基体一侧表面的电催化功能修饰层组成。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有电催化功能的隔膜，其特征在于：所述电催化功能隔膜是由商用聚合物隔膜基体及涂覆在隔膜基体一侧表面的电催化功能修饰层组成。


2.根据权利要求1所述的具有电催化功能的隔膜，其特征在于：所述的电催化功能修饰层包括粘结剂、导电剂和电催化剂，电催化功能修饰层的厚度为10-100μm，粘结剂、导电剂和电催化剂的质量比为0.5-1:0.5-3:6-9。


3.根据权利要求2所述的具有电催化功能的隔膜，其特征在于：所述的电催化剂为石墨烯和杂原子掺杂的MoS2组装构成的三维多孔复合物，MoS2中掺杂的杂原子为O、N、P、F、Se、Co、Ni和Fe等元素中的一种或几种；所述的粘结剂为聚偏氟乙烯、聚环氧乙烯、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素、丁苯橡胶、丙烯腈多元共聚物、明胶粘结剂中的一种或几种；所述导电剂为乙炔黑、碳纤维、碳纳米管、科琴黑、导电炭黑等导电碳材料中的任一种或多种。


4.根据权利要求1所述的具有电催化功能的隔膜，其特征在于：所述隔膜基体为为陶瓷隔膜、聚乙烯隔膜、聚丙烯隔膜、聚酯膜、聚酰胺膜、聚酰亚胺膜、Celgard2500、Celgard2400、Celgard2340、纤维素隔膜、氨纶、芳纶膜中的任一种。


5.一种如权利要求1所述具有电催化功能的隔膜的制备方法，其特征在于：由以下步骤组成：首先将石墨烯、钼源、硫源和含掺杂元素的前驱体在水溶液中均匀混合，通过水热法在石墨烯表面原位生长杂原子掺杂的MoS2纳米片，同时进行三维结构组装；然后将粘结剂、导电剂和电催化剂均匀涂覆在隔膜基体一侧表面，制得具有电催化功能的锂硫电池隔膜。


6.根据权利要求5所述的具有电催化功能的隔膜的制备方法，其特征在于：所述制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙福根，李亚辉，丁国彧，景鑫国，严奉乾，朱振，高远，徐国军，李晓敏，岳之浩，周浪，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：江西;36