[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的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:

(1)在无氧条件下，将多硫化物吸附剂、零维导电碳材料、一维导电碳材料、二维导电碳材料、催化剂、高分子聚合物、纯水和极性有机溶剂混合分散均匀，得到改性隔膜浆料；

(2)将所述改性隔膜浆料涂覆在隔膜基底上，得到涂覆隔膜；

(3)将涂覆隔膜转移至纯水中静置一段时间，得到去除溶剂的涂覆隔膜；

(4)将所述去除溶剂的涂覆隔膜进行干燥，即得到锂硫电池改性隔膜；

其中，所述步骤(1)中的纯水和极性有机溶剂的质量比为1:(50-200)时，将经步骤(2)得到的涂覆隔膜浸没在有机溶剂/水混合液中10-120s，再转移至纯水中静置；所述有机溶剂/水混合液为有机溶剂与水的混合液，所述有机溶剂与水的体积比为1:(1-40)；

所述锂硫电池改性隔膜包括隔膜基体，所述隔膜基体的一侧或两侧表面上涂覆有导电涂层，所述导电涂层包括导电骨架以及负载于所述导电骨架的多硫化物吸附剂和催化剂；所述导电骨架主要由零维导电碳材料、一维导电碳材料和二维导电碳材料制备得到，其具有微孔结构；

所述多硫化物吸附剂为三苯基膦；所述催化剂为Nb₂O₅、MoO₂、CeO₂、VO₂、TiO₂、ZnS、MoS₂、Co₃S₄、VS₄中的一种或者多种。

2.根据权利要求1所述的锂硫电池改性隔膜的制备方法，其特征在于，所述零维导电材料为科琴黑、super P中的一种或两种；所述一维导电材料为单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、气相生长炭纤维中的一种或多种；所述二维导电材料为石墨烯、层状Ti₃C₂中的一种或两种。

3.根据权利要求1所述的锂硫电池改性隔膜的制备方法，其特征在于，所述零维导电碳材料、一维导电碳材料、二维导电碳材料、多硫化物吸附剂、催化剂的质量比为(0.01-15):(0.01-10):(0.005-5):(0.5-5):(0.5-10)。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的锂硫电池改性隔膜的制备方法，其特征在于，所述隔膜基体为聚乙烯多孔膜、聚丙烯多孔膜中的一种或多种，所述隔膜基体的厚度为5-20μm；所述导电涂层的厚度为0.5-15μm。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的锂硫电池改性隔膜的制备方法，其特征在于，所述导电涂层还包括高分子聚合物。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，以100重量份计，各原料的添加量分别为：多硫化物吸附剂0.5-5份、零维导电材料0.01-15份、一维导电材料0.01-10份、二维导电材料0.005-5份、催化剂0.5-10份、高分子聚合物3-15份、纯水0.5-5份，余量为极性有机溶剂；

所述极性有机溶剂为氮甲基吡咯烷酮、氮甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲亚砜、乙腈、磷酸三乙脂中的一种或多种。

7.根据权利要求1或6所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂/水混合液中的有机溶剂为氮甲基吡咯烷酮、氮甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲亚砜、乙腈、磷酸三乙脂中的一种或多种。

8.根据权利要求1或6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述混合分散的温度为50-70℃，时间为5-24h；

所述步骤(3)中，所述静置的时间为1-24h；

所述步骤(4)中，所述干燥在无氧条件下进行，干燥温度为50-90℃，时间为12-24h。