[发明专利]多孔氮化硼纤维/还原氧化石墨烯复合型锂硫电池隔膜材料

权利要求书

1.一种多孔氮化硼纤维/还原氧化石墨烯复合型锂硫电池隔膜材料，其特征在于，该隔膜材料包括还原氧化石墨烯包覆多孔氮化硼纤维的结构，这种包覆的结构能够在缓解多硫化锂穿梭效应的同时为正极提供有效的导电通路。

2.根据权利要求1所述的隔膜材料，其特征在于，所述多孔氮化硼纤维的直径和长度分别为50～100nm和10～20μm，多孔氮化硼纤维表面孔隙的直径小于10nm。

3.根据权利要求1所述的隔膜材料，其特征在于，所述还原氧化石墨烯为氧化石墨烯在800～1500℃摄氏度的高温下在无氧条件下处理得到。

4.根据权利要求3所述的隔膜材料，其特征在于，所述多孔氮化硼纤维和氧化石墨烯的质量比例为1/1～1/3。

5.一种多孔氮化硼纤维/还原氧化石墨烯复合型锂硫电池隔膜材料的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)制备多孔氮化硼纤维；(2)将多孔氮化硼纤维与氧化石墨烯水溶液混合搅拌处理，至混合均匀得到多孔氮化硼纤维/氧化石墨烯复合材料；(3)将多孔氮化硼纤维/氧化石墨烯复合材料在氮气条件下高温处理，高温条件为800-1500℃，得到多孔氮化硼纤维/还原氧化石墨烯复合材料；(4)再将多孔氮化硼纤维/还原氧化石墨烯复合材料与粘结剂混合研磨后，用刮刀涂在隔膜主体上烘干，得到多孔氮化硼纤维/还原氧化石墨烯复合型锂硫电池隔膜材料。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)混合搅拌处理的具体过程是：将多孔氮化硼纤维放入氧化石墨烯水溶液中去，搅拌时间在2～5小时，超声10-30分钟，使多孔氮化硼纤维和氧化石墨烯混合均匀后，进行冷冻抽干，得到黑色轻质样品，即为多孔氮化硼纤维/氧化石墨烯复合材料；所述多孔氮化硼纤维和氧化石墨烯的质量比例为1/1～1/3。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)的具体过程是：将步骤(2)中得到多孔氮化硼纤维/氧化石墨烯复合材料在氮气条件下高温烧制，氮气流量维持在30-300mL/min，加热温度为800-1000℃，加热2-4小时，然后冷却至室温，得到多孔氮化硼纤维/还原氧化石墨烯复合材料。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)的具体过程是：将步骤(3)中得到的多孔氮化硼纤维/还原氧化石墨烯复合材料与聚四氟乙烯混合研磨后，用刮刀均匀涂抹在聚丙烯隔膜上，刮刀的厚度为50-200微米，在50-60度烘干，即为多孔氮化硼纤维/还原氧化石墨烯复合型锂硫电池隔膜材料；所述多孔氮化硼纤维/还原氧化石墨烯复合材料和聚四氟乙烯的质量比例为4/1-9/1。

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述多孔氮化硼纤维的制备步骤是：将三聚氰胺和硼酸放入盛有去离子水的大烧杯中，硼酸和三聚氰胺的摩尔比例维持在1/1-1/3之间，然后将其放入水浴锅中，水浴温度区间为70-95℃，不断搅拌，得到澄清透明溶液；

再将澄清透明溶液，放入液氮中快速冷却，得到白色絮状沉淀；再冷冻抽干得到白色轻质样品，即为多孔氮化硼纤维前驱体；

最后将多孔氮化硼纤维前驱体在氮气流中热处理，热处理温度区间为1000-1100℃，得到白色轻质样品，即为多孔氮化硼纤维BNFs。

10.一种锂硫电池，其特征在于该电池包括：具有高电位正极活性正极极片、低电位负极锂材料以及间隔于负极极片和正极极片之间的权利要求1-9任一所述的复合型锂硫电池隔膜材料；所述正极极片由升华硫、碳黑和聚四氟乙烯组成，所述碳黑作为导电剂，质量含量在15％～30％，所述聚四氟乙烯作为粘结剂，质量含量在5～10％；其余为升华硫。