【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池隔膜领域，具体涉及一种分子筛改性隔膜及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着科技的快速发展，锂离子电池因其正极材料较低的理论比容量，难以满足新能源电动汽车以及大容量储能系统对更高能量密度电池的需求。锂硫电池具有较高的理论比容量(1675mah/g)和理论能量密度(2600wh/kg)，是锂离子电池有前景的替代品，已成为下一代高比能二次电池的研究重点。此外，其正极材料活性材料硫还具备自然资源丰富、价格低廉和环境友好等优势。
2、但是，现阶段锂硫电池的实用化还面临诸多挑战，其中电池内部的副反应“穿梭效应”，是限制其应用的最大阻碍。具体而言，穿梭效应即：锂硫电池在充放电过程会产生一系列含硫中间产物，其中长链多硫化物(li2sx，2<x≤8)易溶于电解液，并在浓度梯度和电场的作用下，穿过隔膜与锂负极发生化学副反应，造成活性物质损失和电池内阻增加，从而导致电池容量降低和循环性能下降。此外，锂硫电池由于电化学反应过程涉及多步固液转化，并且硫以及放电终产物硫化锂电子导电性较差，因此多硫化物转化反应动力学缓慢，电池倍率性能较差。
3、目前，现有技术已有利用分子筛对常规隔膜进行修饰，以抑制锂硫电池的穿梭效应，比如cn107546356a，虽然zsm-5、sapo-34等分子筛在一定程度上可以限制li2sx在电解液中的迁移扩散，但是，不同结构的分子筛对电池的性能影响较大，目前对分子筛用于隔膜的研究仍处于探索阶段，研发性能优异的隔膜是本领域一直在研究的重点课题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的电池倍率性能较差、电池容量低和循环性能差的问题，提供一种分子筛改性隔膜及其制备方法和应用，该分子筛改性隔膜能够改善电池的倍率性能和循环稳定性。
2、为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种分子筛改性隔膜，所述隔膜包括聚合物基体膜以及分布在聚合物基体膜的表面的钴掺杂分子筛/导电碳材料复合层。
3、本专利技术第二方面提供一种所述分子筛改性隔膜的制备方法，该方法包括：
4、(1)将钴掺杂分子筛与导电碳材料研磨混合，得到钴掺杂分子筛和导电碳材料混合物；
5、(2)将所述钴掺杂分子筛和导电碳材料混合物与粘结剂分散在溶剂中，得到涂布浆料；
6、(3)将所述涂布浆料涂覆在聚合物基体膜表面，然后去除溶剂，得到分子筛改性隔膜。
7、本专利技术三方面提供一种所述分子筛改性隔膜在锂硫电池中的应用。
8、通过上述技术方案，本专利技术具有如下优势：
9、(1)与现有的分子筛修饰的隔膜相比，本专利技术采用钴掺杂分子筛制成的分子筛改性隔膜能够大幅度提高电池的倍率性能和循环稳定性；
10、(2)本专利技术分子筛改性隔膜的制备方法，工艺更加简单，对电池能量密度的影响较小；
11、(3)将本专利技术分子筛改性隔膜应用于锂硫电池中，可通过物理阻隔有效限制li2sx的迁移扩散，减少电池内部的副反应，另一方面可为锂离子的吸附和传输提供大量位点，改善隔膜的锂离子传输性能，此外更重要的是，掺杂的金属钴可作为活性位点催化加速多硫化物的转化反应，因此，三者协同可赋予锂硫电池更好的电化学性能。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种分子筛改性隔膜，其特征在于，所述隔膜包括聚合物基体膜以及分布在聚合物基体膜的表面的钴掺杂分子筛/导电碳材料复合层。
2.根据权利要求1所述的隔膜，其中，
3.根据权利要求1或2所述的隔膜，其中，
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的隔膜，其中，
5.权利要求1-4任一所述分子筛改性隔膜的制备方法，其特征在于，该方法包括：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其中，
7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其中，步骤(2)所述溶剂选自去离子水、无水乙醇、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和N-甲基吡咯烷酮中的至少一种，优选为N-甲基吡咯烷酮。
8.根据权利要求5-7中任意一项所述的制备方法，其中，步骤(2)所述粘结剂为聚乙烯醇、羧甲基纤维素、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、丁苯橡胶和聚丙烯酸酯中的至少一种，优选为聚偏氟乙烯。
9.根据权利要求5-8中任意一项所述的制备方法，其中，
10.权利要求1-4任意一项所述分子筛改性隔膜在锂硫电池中的应
...【技术特征摘要】
1.一种分子筛改性隔膜，其特征在于，所述隔膜包括聚合物基体膜以及分布在聚合物基体膜的表面的钴掺杂分子筛/导电碳材料复合层。
2.根据权利要求1所述的隔膜，其中，
3.根据权利要求1或2所述的隔膜，其中，
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的隔膜，其中，
5.权利要求1-4任一所述分子筛改性隔膜的制备方法，其特征在于，该方法包括：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其中，
7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其中，步骤(2...
【专利技术属性】
技术研发人员：王小飞，李骏，王振东，蓝大为，张道明，薛浩亮，周思飞，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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