[发明专利]一种功能隔膜及其制备和在锂硫电池中的应用

权利要求书

1.一种锂硫电池功能隔膜，其特征在于，包括第一膜层和第二膜层，其中，第一膜层和第二膜层存在膜间隙；

所述的第二膜层中包含聚合物基质以及分布在基质中的锂盐和添加剂，所述的添加剂为具有式1化学表达式的化合物：

Li_7-x-3yLa₃Zr_2-x-zA_yB_xC_zO₁₂ 式1

其中，A选自Al、Ga的至少一种，B选自Ta、Nb的至少一种，C选自Ge、Ti的至少一种；x大于0小于等于1，y为0～0.4，z为0～1；

所述的第二膜层的聚合物基质材料为PVDF-HFP。

2.如权利要求1所述的锂硫电池功能隔膜，其特征在于，所述的第一膜层为聚合物膜层；

优选地，第一膜层的聚合物为聚丙烯、聚乙烯、聚环氧乙烷、聚偏氟乙烯中的至少一种；

优选地，第一膜层的厚度为20-40μm；孔隙率为35～45％，平均孔径0.028-0.043μm。

3.如权利要求1所述的锂硫电池功能隔膜，其特征在于，

所述的B包含Ta，x为0.4～0.6，y、z＝0；

优选地，所述的A包含Al，B包含Ta；其中，所述的x为0.4～0.6，y为0.2～0.4，z为0。

4.如权利要求1所述的锂硫电池功能隔膜，其特征在于，所述的添加剂中，

所述的锂盐为双(三氟甲基磺酰)亚胺锂、二氟甲基亚胺锂、四氟硼酸锂中的一种或多种；优选为LITFSI。

5.如权利要求1所述的锂硫电池功能隔膜，其特征在于，所述的第二膜层中，优选地，第二膜层中，锂盐的含量为30-50Wt％；添加剂的含量为5～15Wt％；

优选地，第二膜层，厚度为10-45μm，优选为20～40μm；

孔隙率优选为30％-45％，平均孔径优选0.030-0.056μm。

6.如权利要求1所述的锂硫电池功能隔膜，其特征在于，所述的膜间隙能浸润电解液；

优选地，第一膜层和第二膜层相互独立；

优选地，由第一膜层和第二膜层叠置而成。

7.一种权利要求1～6任一项所述的锂硫电池功能隔膜的制备方法，其特征在于，获得第一膜层和第二膜层；随后将第一膜层和第二膜层叠置，即得。

8.一种锂硫电池电芯结构，包括正极、负极以及用于将二者分割的隔膜，其特征在于，所述的隔膜为权利要求1～6任一项所述的功能隔膜，其中，第二膜层靠近正极侧；

优选地，所述的负极和所述功能隔膜的第一膜层之间也允许设置有所述的第二膜层。

9.一种锂硫电池，包括电池壳、设置在电池壳内的电芯以及浸润电芯的电解液，其特征在于，所述的电芯为权利要求8所述的电芯。

10.一种锂硫电池的制备方法，其特征在于，按负极、第一膜层、第二膜层、正极的顺序将各层叠置，形成电芯，将电芯置于电池壳内，注入电解液，密封即得；

或者，按负极、第一膜层、第二膜层、正极的顺序逐层用电解液浸润后叠置，并置于电池壳内密封，即得。