[发明专利]包含激光诱导的碳化石墨烯层的隔膜和包含所述隔膜的锂-硫电池

权利要求书

1.一种电化学装置用隔膜，所述隔膜包含电解质保持层，所述电解质保持层包含：无纺布层；和设置在所述无纺布层的一个表面上的电极反应层，

其中所述电极反应层包含有机聚合物材料的碳化物，具有多孔结构，并且设置在所述隔膜的两个表面中的至少一个表面的最外侧，

其中所述有机聚合物材料是无纺布基材，所述电解质保持层包含电极反应层，所述电极反应层通过热解将所述无纺布基材的表面部碳化而与所述无纺布层一体形成，并且所述表面部是具有从所述无纺布基材的表面到预定深度的厚度的部分。

2.根据权利要求1所述的电化学装置用隔膜，其还包含具有多孔结构的多孔基材，其中所述电解质保持层设置在所述多孔聚合物基材的至少一个表面上，所述多孔基材和所述无纺布层以使得它们相互表面接触由此所述电极反应层设置在所述隔膜的最外表面上的方式堆叠。

3.根据权利要求1所述的电化学装置用隔膜，其中所述有机聚合物材料是无纺布基材，所述电极反应层包含石墨碳，所述石墨碳是通过所述无纺布基材的热解进行碳化而产生的产物，且所述无纺布包含高耐热性塑料工程聚合物树脂。

4.根据权利要求3所述的电化学装置用隔膜，其中所述高耐热性塑料工程聚合物树脂是选自如下树脂中的至少一种：聚砜聚合物树脂(PSF)、聚醚砜聚合物树脂(PES)、聚醚酰亚胺聚合物树脂(PEI)、聚苯硫醚聚合物树脂(PPS)、聚醚醚酮聚合物树脂(PEEK)、聚芳酯聚合物树脂(PAR)、聚酰胺酰亚胺聚合物树脂(PAI)、聚酰亚胺聚合物树脂(PI)和聚酰胺聚合物树脂。

5.根据权利要求1所述的电化学装置用隔膜，其中所述电极反应层具有100nm～5μm的厚度。

6.根据权利要求1所述的电化学装置用隔膜，其中所述无纺布基材包含高耐热性塑料工程聚合物树脂。

7.根据权利要求6所述的电化学装置用隔膜，其中所述高耐热性塑料工程聚合物树脂是选自如下树脂中的至少一种：聚砜聚合物树脂(PSF)、聚醚砜聚合物树脂(PES)、聚醚酰亚胺聚合物树脂(PEI)、聚苯硫醚聚合物树脂(PPS)、聚醚醚酮聚合物树脂(PEEK)、聚芳酯聚合物树脂(PAR)、聚酰胺酰亚胺聚合物树脂(PAI)、聚酰亚胺聚合物树脂(PI)和聚酰胺聚合物树脂。

8.根据权利要求2所述的电化学装置用隔膜，其中所述多孔基材层包含聚烯烃聚合物树脂。

9.根据权利要求1所述的电化学装置用隔膜，其中所述电解质保持层具有40％～70％的孔隙率。

10.一种锂-硫电池，所述锂-硫电池包含正极、负极和设置在所述正极与所述负极之间的隔膜，

其中所述正极包含硫化物化合物作为电极活性材料，

所述隔膜与权利要求1～9中任一项所述的相同，并且所述隔膜以使得所述电极反应层面向所述正极的方式设置。

11.根据权利要求10所述的锂-硫电池，其中所述硫化物化合物是含硫和碳的硫-碳复合化合物。

12.一种制备权利要求1所述的电化学装置用隔膜的方法，所述方法包括如下步骤：

(S1)准备无纺布基材；以及

(S2)将激光照射到所述无纺布基材的表面，使得所述无纺布基材的表面部可以通过热解而碳化，以形成包含电极反应层和无纺布层的电解质保持层。

13.根据权利要求12所述的制备电化学装置用隔膜的方法，所述方法还包括如下步骤：

(S3)准备多孔基材层；以及

(S4)使所述多孔基材层与步骤(S2)中制备的电解质保持层结合。