[发明专利]一种锂硫电池改性隔膜及其制备方法

权利要求书

1.一种锂硫电池改性隔膜，其特征在于：包括隔膜基体和铺设在隔膜基体一侧表面的改性层，所述的隔膜基体为普通商用电池隔膜基体，所述的改性层包括至少两层CNTs层以及至少两层CeO_2-x/C层，所述CNTs层和CeO_2-x/C层交替铺设在所述隔膜基体的一侧表面且CNTs层与隔膜基体接触，CeO_2-x/C层中CeO₂以非化学计量比的状态存在，其中0.1x0.3；

所述锂硫电池改性隔膜的制备方法步骤如下：

（1）将Ce(NO₃)₃·6H₂O水溶液加入至C₉H₆O₆水溶液中反应制备得到Ce-MOF；所配制的Ce(NO₃)₃·6H₂O与C₉H₆O₆的摩尔比为1：1～1：4，反应温度为75～85 ℃，反应时间为20～120 s，将反应产物分别用水和乙醇反复清洗，60～80 ℃空气干燥4～6 h后得到Ce-MOF；

（2）将Ce-MOF在氩气气氛中进行煅烧，制备得到富含氧空位的CeO_2-x/C材料；

（3）将CNTs在浓HNO₃中回流活化，制备得到活化CNTs；

（4）将CeO_2-x/C和活化CNTs分别超声分散于乙醇中得到分散液，然后将两种分散液逐层交替抽滤在普通商用电池隔膜基体一侧的表面，真空干燥后最终获得用于锂硫电池的改性隔膜。

2.根据权利要求1所述的锂硫电池改性隔膜，其特征在于：所述的普通商用电池隔膜基体为聚丙烯多孔膜、聚乙烯多孔膜、聚乙烯/聚丙烯复合多孔膜中的一种，或者为聚酰亚胺隔膜、聚对苯二甲酸乙二酯基无纺布隔膜中的一种；所述的CNTs层中的CNTs为普通商用多壁碳纳米管经过强酸活化处理后的活化CNTs。

3.根据权利要求1所述的锂硫电池改性隔膜，其特征在于：所述CeO_2-x/C层和CNTs层的数量相同，均为2～4层。

4.根据权利要求1所述的锂硫电池改性隔膜，其特征在于，所述隔膜基体表面的改性层的面积载量为0.18～0.36 mg/cm²，厚度为4～8微米。

5.一种如权利要求1～4任一项所述锂硫电池改性隔膜的制备方法，其特征在于，步骤如下：

（1）将Ce(NO₃)₃·6H₂O水溶液加入至C₉H₆O₆水溶液中反应制备得到Ce-MOF；所配制的Ce(NO₃)₃·6H₂O与C₉H₆O₆的摩尔比为1：1～1：4，反应温度为75～85 ℃，反应时间为20～120 s，将反应产物分别用水和乙醇反复清洗，60～80 ℃空气干燥4～6 h后得到Ce-MOF；

（2）将Ce-MOF在氩气气氛中进行煅烧，制备得到富含氧空位的CeO_2-x/C材料；

（3）将CNTs在浓HNO₃中回流活化，制备得到活化CNTs；

（4）将CeO_2-x/C和活化CNTs分别超声分散于乙醇中得到分散液，然后将两种分散液逐层交替抽滤在普通商用电池隔膜基体一侧的表面，真空干燥后最终获得用于锂硫电池的改性隔膜。