锂硫电池用金属氮化物-金属氧化物异质结修饰隔膜的制备方法及包含该隔膜的锂硫电池技术

本发明专利技术公开了一种锂硫电池用金属氮化物‑金属氧化物异质结修饰隔膜的制备方法及包含该隔膜的锂硫电池，属于锂硫电池技术领域。本发明专利技术公开的金属氮氧化物异质结由共生的强吸附性相氧化铌‑强导电性相氮化铌组成，金属氮化物‑金属氧化物异质结修饰隔膜能够改善隔膜再生含硫组分的功能，实现对多硫化物的捕捉及电化学催化转化。本发明专利技术公开的锂硫电池包括正极、负极、电解液和隔膜，该锂硫电池由于使用了金属氮化物‑金属氧化物异质结修饰隔膜，故具有良好的动力学性能和电化学性能，尤其是其循环性能和倍率性能得到了大大提升。

【技术实现步骤摘要】
锂硫电池用金属氮化物-金属氧化物异质结修饰隔膜的制备方法及包含该隔膜的锂硫电池
本专利技术属于锂硫电池
，具体涉及一种锂硫电池用金属氮化物-金属氧化物异质结修饰隔膜的制备方法及包含该隔膜的锂硫电池。
技术介绍
随着经济社会的发展，传统能源的枯竭趋势已经成为公认的事实，积极寻找下一代绿色高能量密度二次电池已经迫在眉睫。具有高的理论比容量（1675mAhg-1）和理论能量密度（2600WhKg-1）的锂硫电池被认为是最有希望的下一代能源储存系统之一，成为当前电化学研究领域的热点。但是锂硫电池反应体系非常复杂，在充放电过程中的多硫化锂中间产物溶于电解液，会造成正极活性物质损失，导致电池容量衰减，同时多硫化物到达负极后会与金属锂发生氧化还原反应，形成“穿梭效应”，降低体系的库仑效率。此外，在高载硫的情况下，上述问题会更加严重。此外，就反应类型而言，硫与锂反应属溶解-沉积反应，可溶的多硫化物与不溶的硫化锂之间转变的动力学过程缓慢，而且硫及其放电产物（Li2S2和Li2S）的导电性差，影响了倍率性能的提高。因此，如何有效抑制多硫化物的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.锂硫电池用金属氮化物-金属氧化物异质结修饰隔膜的制备方法，其特征在于具体步骤为：/n步骤S1：溶胶凝胶制备异质结材料，将柠檬酸、五氯化铌和尿素分散于乙醇中，于60℃加热充分搅拌直至形成溶胶状，再置于鼓风干燥箱中于100℃干燥12-24h，然后取出溶胶于刚玉舟中，置于气氛炉中在惰性气氛下升温至800-1000℃保温1-4h，自然冷却得到异质结材料，该异质结材料由共生的强吸附性相氧化铌-强导电性相氮化铌组成；/n步骤S2：金属氮化物-金属氧化物异质结修饰隔膜的制备，将步骤S1得到的异质结修饰隔膜、导电材料和粘结剂按质量比8:1:1分散在有机溶剂中，搅拌2h后真空抽滤在隔膜上，保持无机颗粒在隔膜...

【技术特征摘要】
1.锂硫电池用金属氮化物-金属氧化物异质结修饰隔膜的制备方法，其特征在于具体步骤为：
步骤S1：溶胶凝胶制备异质结材料，将柠檬酸、五氯化铌和尿素分散于乙醇中，于60℃加热充分搅拌直至形成溶胶状，再置于鼓风干燥箱中于100℃干燥12-24h，然后取出溶胶于刚玉舟中，置于气氛炉中在惰性气氛下升温至800-1000℃保温1-4h，自然冷却得到异质结材料，该异质结材料由共生的强吸附性相氧化铌-强导电性相氮化铌组成；
步骤S2：金属氮化物-金属氧化物异质结修饰隔膜的制备，将步骤S1得到的异质结修饰隔膜、导电材料和粘结剂按质量比8:1:1分散在有机溶剂中，搅拌2h后真空抽滤在隔膜上，保持无机颗粒在隔膜上的面载量为0.1-0.3mg/cm2，再于60℃真空干燥12h得到异质结修饰隔膜。


2.根据权利要求1所述的锂硫电池用金属氮化物-金属氧化物异质结修饰隔膜的制备方法，其特征在于：步骤S1中所述柠檬酸与五氯化铌的投料摩尔比为0.5:1-3:1，所述五氯化铌与尿素的投料摩尔比为1:6-1:12。


3.根据权利要求1所述的锂硫电池用金属氮化物-金属氧化物异质结修饰隔膜的制备方法，其特征在于：步骤S1中所述气氛炉的升温烧结温度为900℃，升...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹朝霞，李昊翰，贾敬毅，王宇贺，宋高航，杨明国，
申请(专利权)人：河南师范大学，
类型：发明
国别省市：河南;41