[发明专利]用于锂硫电池的分隔膜

权利要求书

1.一种用于制造电池的方法，所述电池包括一个或多个对电极、分隔膜、电解质、锂金属以及集流体并使用锂，所述方法包括以下步骤：

a)通过用Li⁺离子取代式1的PFSA聚合物的氢硫化物基团(HSO₃)中的质子(H⁺)来制备Li-PFSA聚合物；以及

b)通过将所述Li-PFSA聚合物施用到锂金属来制备用锂金属-锂离子取代的PFSA聚合物保护膜复合材料：

[式1]

<PFSA聚合物基本结构>

在式1中，m＝0或1，n＝0至5，x＝0至15，y＝0至2，且当量为约400至2000。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，

所述PFSA聚合物为膜或粉末的形式。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，

在步骤b)中，将所制备的Li-PFSA聚合物膜结合到所述锂金属。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，

在步骤b)中，将所制备的Li-PFSA聚合物粉末涂覆在所述锂金属上。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，

在步骤a)中，通过将所述PFSA聚合物浸渍在含有锂离子的溶液中约12小时至约24小时，以用锂离子取代质子，

取代反应发生如下，

SO₃H+LiOH→SO₃Li+H₂O。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，

所述使用锂的电池为锂-硫电池、锂-空气电池、锂金属电池或全固体电池。

7.根据权利要求4所述的方法，其中，

所述Li-PFSA聚合物粉末通过静电喷涂、热喷涂、溅射或分散镀而涂覆在所述锂金属上。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，

当在所述涂覆中应用加热时，所述加热在约160℃或更低的温度或锂金属的熔点或更低温度下进行。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，

所述PFSA聚合物保护膜复合材料具有约100nm至100μm的厚度。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，

所述PFSA聚合物保护膜复合材料的层具有约1μm至20μm的厚度。

11.一种电池，其包含：

一个或多个对电极；

分隔膜；

电解质；

锂金属；以及

集流体，

其中，Li-PFSA聚合物施用到所述锂金属，并且

Li-PFSA通过用Li⁺离子取代式1的PFSA聚合物的氢硫化物基团(HSO₃)中的质子(H⁺)而制备，

[式1]

<PFSA聚合物基本结构>

在式1中，m＝0或1，n＝0至5，x＝0至15，y＝0至2，且当量为400至2000。

12.根据权利要求11所述的电池，其中，

所述PFSA聚合物为膜或粉末的形式。

13.根据权利要求11所述的电池，其中，

所述PFSA聚合物为膜的形式，且所制备的Li-PFSA聚合物膜结合到所述锂金属。

14.根据权利要求11所述的电池，其中，

所述PFSA聚合物为粉末的形式，且所制备的Li-PFSA聚合物粉末涂覆到所述锂金属上。

15.根据权利要求11所述的电池，其中，

所述使用锂的电池为锂-硫电池、锂-空气电池、锂金属电池或全固体电池。