[发明专利]一种锂硫电池功能隔膜、制备方法及应用和锂硫电池

权利要求书

1.一种锂硫电池功能隔膜，其特征在于，包括支撑膜，所述支撑膜的一侧或两侧涂覆有第一涂层，其中一个第一涂层外涂覆有第二涂层，其中：

所述第一涂层为掺杂有陶瓷颗粒的胺基聚合物层，所述陶瓷颗粒的中值粒径为0.3-0.8μm，所述第一涂层中陶瓷颗粒和胺基聚合物的质量比为(20-40)：(30-50)，所述第二涂层为截硫导锂功能涂层，所述截硫导锂功能涂层中导锂聚合物和导电添加剂的质量比为(20-70)：(10-30)。

2.如权利要求1所述的锂硫电池功能隔膜，其特征在于，所述陶瓷颗粒为氧化铝、勃姆石、二氧化硅或氧化锆中的一种或任意比例的多种；所述胺基聚合物为聚间苯二甲酰间苯二胺、聚对苯二甲酰对苯二胺、聚酰亚胺或聚醚亚胺中的一种或任意比例的多种；所述导电添加剂为石墨烯、碳纳米管、乙炔黑、科琴黑或Super-P导电炭黑中的一种或任意比例的多种；所述导锂聚合物为聚丙烯酸锂、丙烯磺酸钠、醇乙氧基甘油磺酸钠、磺化聚醚砜中的一种或任意比例的多种。

3.如权利要求1所述的锂硫电池功能隔膜，其特征在于，所述第一涂层的厚度为0.5～5μm，所述第二涂层的厚度为0.5～10μm，所述支撑膜为聚乙烯膜、聚丙烯膜或聚乙烯/聚丙烯复合膜中的一种，所述支撑膜的厚度为5～25μm。

4.如权利要求1所述的锂硫电池功能隔膜，其特征在于，所述第一涂层通过以下步骤制备：

步骤1，将分散剂、陶瓷颗粒和增稠剂按顺序加入异丙醇溶剂中，分散均匀后得到陶瓷浆料；

步骤2，将胺基聚合物均匀分散于有机溶剂中，再加入步骤1得到的陶瓷浆料，分散均匀，得到掺杂有陶瓷颗粒的胺基聚合物涂布浆料，所述胺基聚合物涂布浆料中胺基聚合物、分散剂、陶瓷颗粒和增稠剂的质量比为(300-500):(2-20)：(200-400)：(20-80)；

步骤3，把所述胺基聚合物涂布浆料均匀涂布于支撑膜一侧或两侧；

步骤4，采用有机溶剂与水的混合溶液作为萃取剂进行萃取，并用去离子水洗涤后，于30-80℃下烘干。

5.如权利要求4所述的锂硫电池功能隔膜，其特征在于，所述步骤1中，所述分散剂为六偏磷酸钠、BN-2030陶瓷专用分散剂或KC-151分散剂中的一种或任意比例的多种；所述增稠剂为羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠、聚乙烯醇中的一种或任意比例的多种；

所述步骤2中有机溶剂为二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮或二甲基甲酰胺中的一种或任意比例的多种；

所述步骤3中的涂布方法为微凹版转印法，涂布速度为5～40m/min；

所述步骤4中的有机溶剂为二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮中的一种或任意比例的多种，所述萃取剂中有机溶剂的含量为30-50wt％。

6.如权利要求1所述的锂硫电池功能隔膜，其特征在于，所述第二涂层通过以下步骤制备：

步骤1，将粘结剂和导锂聚合物逐步加入到去离子水中，分散均匀得到导锂聚合物浆料；

步骤2，将分散剂和导电添加剂按顺序加入到有机溶剂中，分散均匀得到导电添加剂浆料；

步骤3，将所述导锂聚合物浆料逐量添加到所述导电添加剂浆料中，分散均匀得到截硫导锂功能涂层浆料，其中所述截硫导锂功能涂层浆料中导锂聚合物、导电添加剂、分散剂和粘结剂的质量比为(20-70)：(10-30)：(1-10)：(5-15)；

步骤4，将步骤3得到的截硫导锂功能涂层浆料涂布于支撑膜其中一侧的第一涂层的外侧，于30-80℃下烘干，形成第二涂层。

7.如权利要求6所述的锂硫电池功能隔膜，其特征在于，所述步骤1中粘结剂为聚环氧乙烷、丁苯橡胶或聚乙烯吡咯烷酮中的一种或任意比例的多种，所述步骤2中分散剂为BYK190、BN-2163或AKN-2076中的一种或任意比例的多种，所述步骤2中的有机溶剂为异丙醇、乙醇、异丙醇与去离子水的混合物或乙醇与去离子水的混合物，所述步骤4中的涂布方法为微凹版转印法或挤压涂布法，涂布速度为15～60m/min。