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一种基于纳米金属氢氧化物-碳复合材料的锂硫电池用改性隔膜的制备方法技术

技术编号:27749000 阅读:31 留言:0更新日期:2021-03-19 13:44
本发明专利技术涉及一种基于纳米金属氢氧化物‑碳复合材料的锂硫电池用改性隔膜的制备方法,本发明专利技术将纳米金属氢氧化物或纳米金属氢氧化物与碳基体复合材料作为多硫化锂的阻隔层,在传统隔膜上形成锂硫电池改性隔膜,对于正极产生的多硫化锂具有阻挡、吸附的作用。纳米金属氢氧化物或纳米金属氢氧化物与碳基体复合材料具有高的比表面积,它可以有效吸附可溶性多硫化物,抑制多硫化物向负极扩散,同时其表面含有大量亲水的表面羟基化合物与聚硫阴离子具有良好的物理化学稳定性,能有效地抑制多硫化物的溶解和泄漏。

【技术实现步骤摘要】
一种基于纳米金属氢氧化物-碳复合材料的锂硫电池用改性隔膜的制备方法
本专利技术涉及一种基于纳米金属氢氧化物-碳复合材料的锂硫电池用改性隔膜的制备方法,属于电池隔膜

技术介绍
锂硫电池以硫单质和金属锂作为电池的正负极活性材料,其理论比容量大(1675mAh/g),锂硫电池具有重量轻、容量大、环境友好且原材料易得等优点。锂硫电池是一种极具应用前景的二次电池。尽管锂硫电池具有高能量密度的巨大优势,但锂硫电池同样存在一些问题亟待解决,其中最为突出的是可溶性多硫化物的穿梭效应。锂硫电池目前常用的醚类电解液对充放电中间产物多硫离子Li2Sx(x=4-8)有较强的溶解性,使得锂硫电池的充放电过程表现为复杂的“固-液-固”过程。这一过程伴随着正极结构的解离与重建,使得电极的稳定性较差。与此同时,锂硫电池在充电时,正极产生的长链多硫离子在浓度梯度的驱动下迁移到负极,与金属锂发生反应,生成短链的多硫离子,在电场的作用下又迁移回正极,进一步又被氧化,这一过程不断循环往复,形成“穿梭效应”。“穿梭效应”不仅降低了电池的库伦效率,同时造成了金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于纳米金属氢氧化物-碳复合材料的锂硫电池用改性隔膜的制备方法,所述的锂硫电池改性隔膜包括隔膜本体,所述隔膜本体的一侧或两侧涂布有改性涂层,所述改性涂层包含有纳米金属氢氧化物或纳米金属氢氧化物与碳基体形成的复合材料以及导电剂和粘合剂;/n所述制备方法包括以下步骤:/n(1)将纳米金属氢氧化物或纳米金属氢氧化物与碳基体复合材料、导电剂和粘合剂加入溶剂中,然后球磨、研磨、搅拌等方式得到均匀的隔膜改性浆料;/n(2)将步骤(1)得到的隔膜改性浆料均匀地涂布在隔膜本体的一侧或两侧表面上并烘干,即得纳米金属氢氧化物改性的锂硫电池隔膜。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于纳米金属氢氧化物-碳复合材料的锂硫电池用改性隔膜的制备方法,所述的锂硫电池改性隔膜包括隔膜本体,所述隔膜本体的一侧或两侧涂布有改性涂层,所述改性涂层包含有纳米金属氢氧化物或纳米金属氢氧化物与碳基体形成的复合材料以及导电剂和粘合剂;
所述制备方法包括以下步骤:
(1)将纳米金属氢氧化物或纳米金属氢氧化物与碳基体复合材料、导电剂和粘合剂加入溶剂中,然后球磨、研磨、搅拌等方式得到均匀的隔膜改性浆料;
(2)将步骤(1)得到的隔膜改性浆料均匀地涂布在隔膜本体的一侧或两侧表面上并烘干,即得纳米金属氢氧化物改性的锂硫电池隔膜。


2.根据权利要求1所述的基于纳米金属氢氧化物-碳复合材料的锂硫电池用改性隔膜的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,纳米金属氢氧化物由如下步骤制备得到:
(1.1)将镍源、钴源、锰源、铜源、锌源或铁源中的一种或两种以上混合溶于去离子水中,然后加入碱性材料,搅拌均匀后获得反应液;
(1.2)将反应液常温静置或在水热条件下反应,得复合产物,复合产物收集沉淀物,将沉淀物去离子水洗涤,干燥后得到纳米金属氢氧化物粉体;
纳米金属氢氧化物与碳基体复合材料由如下步骤制备得到:
(2.1)将镍源、钴源、锰源、铜源、锌源或铁源中的一种或两种以上的混合溶于水中,然后加入碱性材料和碳基体的溶液、悬浊液或乳浊液,搅拌均匀后获得反应液,
(2.2)将反应液常温静置或在水热条件下反应,得反应产物,反应产物收集沉淀物,将沉淀物去离子水洗涤、干燥后得到纳米金属氢氧化物与碳基体复合材料粉体;
根据本发明优选的,步骤(1.1)、步骤(2.1)中,所述的镍源、钴源、锰源、铜源、锌源或铁源为镍源、钴源、锰源、铜源、锌源或铁源的草酸盐、氯化盐、溴化盐、硫酸盐、硝酸盐、乙酸盐。


3.根据权利要求2所述的基于纳米金属氢氧化物-碳复合材料的锂硫电池用改性隔膜的制备方法,其特征在于,步骤(1.1)、步骤(2.1)中中,碱性材料为尿素、乌洛托品、浓度0.01%-1%的氢氧化钠溶液中的一种或两种以上混合。


4.根据权利要求2所述的基于纳米金属氢氧化物-碳复合材料的锂硫电池用改性隔膜的制备方法,其特征在于,步骤(1.1)中,镍源、钴源、锰源、铜源或铁源中的一种或两种以上的混合与碱性材料的质量比为:(0.5-3):1。


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【专利技术属性】
技术研发人员:侯士峰胡成赵长锋
申请(专利权)人:山东大学
类型:发明
国别省市:山东;37

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