一种聚合物@二维材料改性层状双金属氢氧化物的复合隔膜材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于电池材料领域，具体公开了一种聚合物@二维材料改性层状双金属氢氧化物复合隔膜材料，包括聚合物膜材，以及复合在聚合物膜材中的活性材料；所述的活性材料为所述的二维材料改性层状双金属氢氧化物，其包括层状双金属氢氧化物，以及原位生长在其表面的二维材料；其中，所述的二维材料为二硒化钼、二硒化钨、二硫化钼、二硫化钨中的至少一种。本发明专利技术还提供了所述的隔膜的制备和在锂硫电池中的应用。本发明专利技术所述的全新材料，可以有效解决二维材料边界效应，可以开放更多活性位点，且避免团聚，将其添加至电池隔膜中，能够出人意料地改善其性能，例如改善其载硫量和对多硫化合物的催化降解性，提升电池性能。

【技术实现步骤摘要】
一种聚合物@二维材料改性层状双金属氢氧化物的复合隔膜材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及电池领域，具体涉及一种用于锂硫电池的聚合物@二维材料改性层状双金属氢氧化物复合隔膜材料。
技术介绍
开发绿色环保且具有高能量密度和长循环寿命的新一代二次电池体系越来越具有重要意义和价值。近年来，锂硫电池作为一种新型锂电池越来越受到重视，其具有的理论比容量高达1675mAHg-1，理论比能量高达2500WhKg-1；此外，正极活性物质硫的来源也比较广泛、价格低廉。然而，现阶段锂硫电池存在一些问题，导致其还未能广泛进入人们的日常生活。其中较为严重的一个问题就是锂硫电池的“穿梭效应”。锂硫电池隔膜能起到阻止电池内部短路和提供锂离子迁移通路的作用。但在锂离子自由穿过隔膜的同时，溶解于锂硫电池电解液中的多硫化物离子也会扩散通过隔膜到达锂负极，进而发生不可逆的副反应，严重降低电池的稳定性和电池容量。所以对锂硫电池隔膜进行共功能化修饰，在实现锂离子迁移通路功能的同时避免过多硫化物扩散成为提升锂硫电池性能的关键之一。在锂硫电池的制备中，所用的隔膜大多为商业本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚合物@二维材料改性层状双金属氢氧化物的复合隔膜材料，包括聚合物膜材，以及复合在聚合物膜材中的活性材料；其特征在于，所述的活性材料为所述的二维材料改性层状双金属氢氧化物，其包括层状双金属氢氧化物，以及原位生长在其表面的二维材料；/n其中，所述的二维材料为二硒化钼、二硒化钨、二硫化钼、二硫化钨中的至少一种。/n

【技术特征摘要】
1.一种聚合物@二维材料改性层状双金属氢氧化物的复合隔膜材料，包括聚合物膜材，以及复合在聚合物膜材中的活性材料；其特征在于，所述的活性材料为所述的二维材料改性层状双金属氢氧化物，其包括层状双金属氢氧化物，以及原位生长在其表面的二维材料；
其中，所述的二维材料为二硒化钼、二硒化钨、二硫化钼、二硫化钨中的至少一种。


2.如权利要求1所述的聚合物@二维材料改性层状双金属氢氧化物复合隔膜材料，其特征在于，所述的层状双金属氢氧化物为单或薄片层的水滑石板层结构；
优选地，所述的活性材料通过MoO42-和/或WO42-插层的水滑石、至少一种的硒源和/或硫源在160℃～300℃的温度下水热还原得到；
优选地，聚合物主要为聚丙烯、聚乙烯、聚酯膜、纤维素膜、聚酰亚胺膜、聚酰胺膜、氨纶或芳纶膜中的至少一种；
优选地，所述的复合隔膜材料中，活性材料的载量为0.002～0.050mg/cm2。


3.一种权利要求1～2任一项所述的聚合物@二维材料改性层状双金属氢氧化物的复合隔膜材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)：钼酸源、钨酸源中的至少一种作为插层前驱体源，将其和二价金属离子M2+源、三价金属离子M3+源、碱搅拌反应，然后进行晶化，再通过后处理得到钼酸根和/或钨酸根插层的水滑石前聚体；其中，晶化过程和/或后处理过程进行超声强化处理；
步骤(2)：向步骤(1)所得水滑石前聚体中加入硒源、硫源中的至少一种，以及还原性的化合物，然后进行水热反应，水热结束后经后处理，即得所述的活性材料；其中，水热反应和/或后处理过程进行超声强化处理；
步骤(3)：将所述的活性材料和聚合物膜材复合，成膜，即得到所述的的复合隔膜材料。


4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，
二价金属离子M2+源选自Mg2+、Ni2+、Co2+、Zn2+、Cu2+中的至少一种水溶性盐；
三价金属离子M3+源选自Al3+、Cr3+、Fe3+、Sc3+中的至少一种水溶性盐；
所述的钼酸源选自钼酸钠、钼酸铵、钼酸钾和钼酸镁中的至少一种；
所述的钨酸源选自钨酸钠、钨酸钙、钨酸锌、钨酸钴中的至少一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹占芳，钟宏，王帅，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43