[发明专利]一种高循环高倍率性能电池

说明书

本发明公开了一种高循环高倍率性能电池，其包括正极、负极、隔膜及电解液，隔膜包括基膜和位于基膜上的核壳结构铁酸镍/void/MoS₂，核壳结构铁酸镍/void/MoS₂具体制备工艺为：(1)将镍源、铁源和乙酸铵、柠檬酸钠溶于乙二醇‑水中，随后微波条件下反应，煅烧；(2)将铁酸镍加入乙醇和氨水的混合液中，搅拌，随后加入TEOS，反应一段时间，生成铁酸镍/SiO₂；(3)将钼酸钠、半胱氨酸、步骤(2)生成的铁酸镍/SiO₂溶于水，超声搅拌均匀后转移至水热釜中进行水热反应，得到铁酸镍/SiO₂/MoS₂；将该产物于NaOH溶液中刻蚀除去SiO₂，即得铁酸镍/void/MoS₂；将该复合材料涂覆于基膜表面以应用于锂硫电池。采用本发明的技术方案能够有效抑制锂硫电池循环过程中多硫化锂引发的穿梭效应，提高锂硫电池的循环性能。

技术领域

本发明属于电池技术领域。

背景技术

锂硫电池因其超高的理论能量密度被广泛地认为是未来大规模储能领域应用发展的方向。然而，多硫化物的穿梭效应严重阻碍了它们的实际应用。具体而言，由硫正极产生的可溶性中间体多硫化物可以通过隔膜到达锂负极并与锂金属反应，在阳极表面形成不溶的Li₂S和Li₂S₂，导致Li金属阳极表面钝化和活性硫的损失。隔膜是电池的重要组成之一，其作用是导通离子传输并防止电池短路。商业化隔膜虽然成本低，但在电池循环过程中无法阻挡多硫化物的穿梭，容易导致库伦效率降低，造成严重的容量损失，因此制备出可以“离子选择”的隔膜材料是目前解决该问题的最有效的方法与途径，既允许锂离子通过保证电池正常的使用，同时阻碍聚硫化物的穿梭，阻止其对电池影响。

本发明的目的在于提出一种锂硫电池用功能性复合隔膜及其制备方法，以解决现有锂硫电池中存在的上述问题。

发明内容

本发明提供一种锂硫电池隔膜，所述复合隔膜包括：基膜和位于基膜上的核壳结构铁酸镍/void/MoS₂；

一种锂硫电池隔膜具体制备工艺为：

(1)将镍源、铁源和无水乙酸铵、柠檬酸钠溶于乙二醇-水中；随后微波条件下，180℃～210℃下反应80-120分钟冷却至室温；洗涤，在300-400℃的氮气氛围中煅烧0.5-2h，即得铁酸镍；

(2)将铁酸镍加入乙醇和氨水的混合液中，搅拌，随后加入TEOS，铁酸镍与TEOS的质量比为1:3，反应一段时间，随后将生成的铁酸镍/SiO₂用乙醇和水交替洗涤三次；

(3)将的钼酸钠、半胱氨酸、铁酸镍/SiO₂溶于水，超声搅拌均匀后转移至水热釜中进行水热反应，产物经离心、洗涤、干燥后，得到铁酸镍/SiO₂/MoS₂；将该产物于NaOH溶液中刻蚀除去SiO₂，即得铁酸镍/Void/MoS₂；

(4)将得到的核壳结构的铁酸镍/MoS₂、导电剂、溶剂形成浆料涂覆于隔膜表面；

组装锂硫电池的方法如下：以硫复合石墨烯复合材料为正极材料，以金属锂片为负极材料，电解液为1M的双三氟甲烷磺酰亚胺锂溶解于1,3-二氧戊环/乙二醇二甲醚混合液(体积比为1:1)。

有益效果：