[发明专利]一种用于锂硫电池隔膜的Sb2

说明书

本发明为一种用于锂硫电池隔膜的Sb₂Se₃复合材料的制备方法。该方法是引入棒状Sb₂Se₃作为石墨烯片层的支撑骨架，对涂层物质的结构进行了改性，通过将Sb₂Se₃‑pvp与氧化石墨烯一定比例下混合，并通过水合肼还原氧化石墨烯，得到Sb₂Se₃‑pvp与还原氧化石墨烯的分散液，对分散液喷雾干燥得到固体粉末，并通过粘结剂与Celgard2400隔膜粘合，制备出Sb₂Se₃‑pvp‑rGO的复合材料隔膜。本发明以一种简便，廉价的方法改善锂硫电池的电化学性能。

技术领域

本发明涉及锂硫电池隔膜材料的技术领域，特别涉及一种用于锂硫电池隔膜的Sb₂Se₃复合材料的制备方法，以改善锂硫电池的电化学性能。

背景技术

全球经济的快速发展，导致了不可再生能源不断被消耗，造成了能源危机。为了解决能源危机问题，开发利用以太阳能和风能为代表的可再生能源发电已成为当务之急。然而，包括太阳能、风能、潮汐能等在内的这些自然能源是间歇性的，其产生的电能大小严重依赖于天气、季节、时间和地点等自然因素。这些不稳定的电能如果直接并入电网，会严重干扰电网的正常运行。大规模储能系统的采用可以有效地解决这一问题，依靠可再生的自然资源产生的间歇性能源可以通过储能系统的存储和释放接入电网。大规模储能应用的高安全、低成本、长寿命和大规模的储能技术已成为世界范围内的研究热点。目前，主要储能技术有电化学储能、机械储能、电磁储能和相变储能等。电化学储能技术与其他储能方式相比具有效率高、投资少、使用安全、应用灵活等特点，而在各种电化学储能中，二次电池使用和维护最为方便。锂硫电池是一种清洁环保、成本低廉的锂二次电池，有望替代锂离子电池成为市场主要的商用二次电池。目前，已商业化的锂离子电池理论比容量受自身理论比容量为300 mAh/g的限制，显然不能满足对锂离子电池实际应用质量的要求，而新型锂硫电池的理论比容量约为商业锂离子电池理论比容量的五倍(理论比容量为1675mAh/g，比能量为2600 Wh/kg)，被认为是最具有发展潜力的高能电池之一。

当前,在市场上主要的电池隔膜包括聚丙烯、聚乙烯以及它们的复合形式。但是，当这些隔膜运用到所组装的电池中时，但这些膜的缺点也十分显著，如在高温或高电流密度下，充放电性能较差，导致存在较大的安全隐患，并且其亲液性差、离子电导率低，尤其这些隔膜不能对多硫化合物进行有效的抑制，因此开发高性能的隔膜成为改善铿硫电池性能一个重要的方面。

针对上述问题，许多学者们提出了解决方法。例如,人们将碳纳米管、有序的介孔碳纳米粒子、碳纳米球以及石墨烯掺杂到硫正极中，这些方法能够给予电极顺畅的电子转移通道，同时在初始阶段，一定程度上能够抑制多硫化物的穿梭效应。但是由于这些材料大部分是开放式体系结构，电池经过长时间循环后，多硫化物不能有效地被吸附在正极中。

发明内容

本发明的目的为针对当前技术中存在的不足，提供一种用于锂硫电池隔膜的Sb₂Se₃复合材料的制备方法。该方法是引入棒状Sb₂Se₃作为石墨烯片层的支撑骨架，对涂层物质的结构进行了改性，通过将Sb₂Se₃-pvp与氧化石墨烯一定比例下混合，并通过水合肼还原氧化石墨烯，得到Sb₂Se₃-pvp与还原氧化石墨烯的分散液，对分散液喷雾干燥得到固体粉末，并通过粘结剂与Celgard2400隔膜粘合，制备出Sb₂Se₃-pvp-rGO的复合材料隔膜，以一种简便，廉价的方法改善锂硫电池的电化学性能。

本发明的技术方案为：

一种用于锂硫电池隔膜的Sb₂Se₃复合材料的制备方法，包括以下步骤：