[发明专利]一种锂硫电池功能性隔层及其制备方法

权利要求书

1.一种用于锂硫电池的功能性隔层的制备方法，其特征在于:所述功能性隔层通过制备氧化铁镍双层空心球，再将其部分硫化得到氧化铁镍-硫化铁/镍复合物，随后静电纺丝将复合空心球与聚丙烯腈结合制成；

所述制备方法包括以下步骤:(1)制备氧化铁镍双层空心球:

将适量葡萄糖溶解于一定量去离子水中，置于反应釜中进行水热反应，反应完成后随室温冷却，将所得悬浮液离心收集产物，用去离子水洗涤三次后，60°C下干燥得到碳球粉末备用;取适量碳球粉末，醋酸镍，醋酸铁置于去离子水中，超声分散30~60min，在磁力搅拌条件下搅拌1~2小时后置于烘箱中60~80°C烘干，然后将烘干所得产物置于管式炉中高温煅烧后随室温冷却，制得氧化铁镍双层空心球;

(2)制备氧化铁镍-硫化铁/镍:取适量步骤(1)中制备的氧化铁镍双层空心球置于去离子水中，在搅拌条件下加入硫化钠和硫代乙醇酸，50~80°C下水浴加热，离心收集产物，并用去离子水洗涤三次，置于烘箱中60~80°C干燥12~24小时收集氧化铁镍-硫化铁/镍复合材料;

(3)制备功能性隔层:取适量聚丙烯腈和氧化铁镍-硫化铁/镍，置于N-二甲基甲酰胺中，搅拌12~24小时后取均匀溶液通过静电纺丝制得氧化铁镍-硫化铁/镍掺杂聚丙烯腈纳米纤维，将其从静电纺丝用锡纸上撕下后直接用作锂硫电池功能性隔层，在组装电池过程中直接置于锂片与隔膜之间。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述步骤(1)中，制备碳球粉末所用葡萄糖质量为10~20g，去离子水体积为100-200mL,水热反应条件为，温度在180~200°C，反应时间2~4小时。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:步骤(1)中至于管式炉反应物中各物质配比为，碳球粉末1-2g，醋酸镍1~2g，醋酸铁0.1~0.5g，其中铁镍离子比为1:5~10，去离子水40~60mL;高温煅烧工艺条件为空气条件下升温速度为1~2°C/min，温度为400~600°C，保温时间1~2小时。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:步骤(2)中各物质配比为氧化铁镍双层空心球0.5~1g，去离子水100~200mL，硫化钠0.05~0.15g，硫代乙醇酸50~150μL，水浴加热时间为6~12h。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:步骤(3)中制备聚丙烯腈纳米纤维的各物质配比为聚丙烯腈1~2g，氧化铁镍-硫化铁/镍1~2g，N-二甲基甲酰胺10~20mL。