[发明专利]一种锂硫电池及其隔膜和该隔膜的制备方法

权利要求书

1.一种用于锂硫电池的功能膜，包括多孔膜基材，多孔膜基材的表面设有功能结构层，其特征在于：所述功能结构层的组分包括填充剂、粘接剂和导锂离子功能助剂，其中填充剂为层片状MoS₂ ，其添加量为功能结构层总重的15-80％；将隔膜基材与硅烷偶联剂高速共混均匀，再加入有机过氧化物，经双螺杆熔融挤出拉伸，即形成硅烷改性的多孔膜基材；具体的，将硅烷改性的多孔膜基材浸涂在含MoS₂ 的溶液中，硅烷改性的多孔膜基材中的-Si（OCH₃ ）₃ 水解形成硅醇基（-SiOH），然后与MoS₂ 表面上的羟基反应，形成氢键，脱水并缩合成-SiO-MoS₂ 共价键；同时，硅烷改性的多孔膜基材各分子的硅醇基又相互缔合齐聚形成网状结构的膜，与MoS₂ 在硅烷改性的多孔膜基材的孔间交错形成三维网状结构；所述有机过氧化物为二烷基过氧化物、二酰基过氧化物、过氧酯中的至少一种，所述硅烷偶联剂为三甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。

2.根据权利要求1所述的一种用于锂硫电池的功能膜，其特征在于：所述的粘接剂为丁苯乳胶、苯丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯、改性石蜡树脂、卡波树脂、聚丙烯酸类、聚氨酯丙烯酸酯、聚丙烯酸酯共聚乳液、聚氨酯、氨基甲酸酯中的至少一种；所述粘接剂的用量为功能结构层总重的0.1-40%。

3.根据权利要求2所述的一种用于锂硫电池的功能膜，其特征在于：所述粘接剂的用量为功能结构层总重的10-30%。

4.根据权利要求1所述的一种用于锂硫电池的功能膜，其特征在于：所述的导锂离子功能助剂为Nafion介质，改性聚环氧乙烷，聚（乙二醇）二丙烯酸酯，聚（乙二醇）甲基醚丙烯酸酯，苯乙烯磺酸盐，乙烯基磺酸盐，丙烯酸丙酯磺酸盐，丙烯酸酯-丙基（三卤代磺酰基）酰亚胺，丙烯醛-丙基（三氟甲磺酰基）酰亚胺，Li₃ N，La_0.5 Li_0.5 TiO₃ 和Li_3.25 Ge_0.25 P_0.75 S₄ 中的至少一种，其添加量为功能结构层总重的0.5-45%。

5.根据权利要求4所述的一种用于锂硫电池的功能膜，其特征在于：所述导锂离子功能助剂的添加量为功能结构层总重的15-30%。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的用于锂硫电池的功能膜，其特征在于：所述功能结构层的组分还包括如下功能助剂中的至少一种：羧甲基纤维素钠、聚环氧乙烷、聚氧化乙烯、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、明胶、海藻酸钠、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、直链烷基苯磺酸钠、烷基聚氧乙烯醚、月桂醇硫酸钠、扩散剂NNO、扩散剂MF、烷基磺酸盐，其添加量为功能结构层总重的0.1-25％。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的一种用于锂硫电池的功能膜，其特征在于：所述填充剂的添加量为功能结构层总重的40-60％；所述多孔膜基材选用聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺中的一种或几种；该多孔膜基材的厚度为5~100μm，孔隙率为20%~80%，孔径为15 nm~20μm；所述多孔膜基材与功能结构层组合成为多层蜂窝网状结构，且隔膜的厚度为5~100μm，孔隙率为20%~80%，透气度为0~300 s/100cc，强度大于等于35Mpa，曲折度≥20。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的一种用于锂硫电池的功能膜，其特征在于：所述硅烷偶联剂添加量为功能结构层总重的0.1-10％。

9.根据权利要求8所述的一种用于锂硫电池的功能膜，其特征在于：所述硅烷偶联剂的添加量为功能结构层总重的0.5-5％。