[发明专利]一种多功能锂硫电池隔膜、制备方法及应用

权利要求书

1.一种多功能锂硫电池隔膜，其特征在于，包括基础隔膜和涂布层；其中，所述涂布层包括两种2D纳米材料，即具有液晶性的氧化石墨烯纳米片和主体材料，所述主体材料为碳氮化铝或二硫化钼中的一种；

所述多功能锂硫电池隔膜的制备方法，包括如下步骤：

S1：分别制备浓度为2.0 mg/ml~6.0 mg/ml的主体材料水溶液和浓度为2.0 mg/ml~11.5 mg/ml氧化石墨烯水溶液，将所述主体材料水溶液过滤为泥浆状，与所述氧化石墨烯水溶液混合，采用辅助方法将两者混合均匀，得到稳定分散的功能性浆料；

S2：采用刮刀将步骤S1中的所述功能性浆料均匀涂布于基础隔膜一侧的表面，并进行干燥使溶剂挥发，得到所述多功能锂硫电池隔膜；

所述氧化石墨烯含量为20 wt.%~ 60 wt.%；所述主体材料的含量为40 wt.%~ 80wt.%，所述氧化石墨烯的含量和所述主体材料的含量之和为100%。

2.根据权利要求1所述的多功能锂硫电池隔膜，所述涂布层的厚度为5微米~15微米。

3.根据权利要求1或2所述的多功能锂硫电池隔膜，所述基础隔膜为聚乙烯隔膜或聚丙烯隔膜中的一种。

4.制备如权利要求1-3任一项所述多功能锂硫电池隔膜的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：分别制备浓度为2.0 mg/ml~6.0 mg/ml的主体材料水溶液和浓度为2.0 mg/ml~11.5 mg/ml氧化石墨烯水溶液，将所述主体材料水溶液过滤为泥浆状，与所述氧化石墨烯水溶液混合，采用辅助方法将两者混合均匀，得到稳定分散的功能性浆料；

S2：采用刮刀将步骤S1中的所述功能性浆料均匀涂布于基础隔膜一侧的表面，并进行干燥使溶剂挥发，得到所述多功能锂硫电池隔膜。

5.根据权利要求4所述的多功能锂硫电池隔膜的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述辅助方法包括采用手动研磨、磁力搅拌、行星式搅拌机或者匀浆机。

6.根据权利要求4所述的多功能锂硫电池隔膜的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述干燥的温度为60℃~80℃，干燥时间为6小时~10小时。

7.根据权利要求4所述的多功能锂硫电池隔膜的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述刮刀的厚度为30微米~90微米。

8.如权利要求1-3任一项所述的多功能锂硫电池隔膜作为锂硫电池材料的应用，其特征在于，锂硫电池包括正极、负极、隔膜及电解液，所述正极为乙炔黑-硫复合电极，所述负极为金属锂片，所述电解液为双三氟甲基磺酸亚酰胺锂、硝酸锂、1,3-二氧五环和乙二醇二甲醚的混合物；所述多功能锂硫电池隔膜中涂布有所述涂布层的一侧靠近锂硫电池的正极，用于达到最大抑制多硫化物的效果。