[发明专利]一种锂硫电池用功能化隔膜及其制备方法、锂硫电池

权利要求书

1.一种功能化隔膜的制备方法，其特征在于，所述功能化隔膜依次包括正极侧功能层、中间基膜层和负极侧功能层；所述正极侧功能层和负极侧功能层均由包括内核和外壳的核壳结构材料堆积而成，其中，内核为高导电性碳材料，外壳主要由高分子聚合物组成；所述外壳的表面还吸附有功能化修饰基团；所述正极侧功能层和负极侧功能层的厚度均为0.5-10μm；所述制备方法包括以下步骤：

（1）将高分子聚合物前驱体、CuSO₄和碳材料加入到缓冲液中，然后进行搅拌，搅拌均匀后向其中加入H₂O₂，继续搅拌均匀，得到混合浆料；

（2）将步骤（1）后制得的混合浆料涂布在中间基膜的一侧，并将涂布好的隔膜烘干；

（3）将步骤（1）后制备得到的混合浆料涂布在中间基膜的另一侧，或者先按照步骤（1）的方法制备新的混合浆料，再将新的混合浆料涂布在中间基膜的另一侧，随后将涂布好的隔膜烘干；

（4）将步骤（3）后的隔膜用去离子水清洗，然后放入表面修饰剂溶液中浸泡，之后进行鼓风干燥，得到功能化隔膜。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高分子聚合物前驱体为邻苯二酚与多胺的混合物或者多巴胺单体，所述多胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的至少一种，所述高分子聚合物前驱体的加入量为缓冲液质量的0.01 wt.%-1 wt.%。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述表面修饰剂为聚苯乙烯磺酸、聚苯乙烯磺酸钠、十二烷基磺酸钠中的至少一种，所述表面修饰剂溶液的浓度为5-100mmol/L。

4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述碳材料为科琴黑、Super-p、乙炔黑、碳纳米管、石墨烯中的至少一种，所述碳材料的加入量为缓冲液质量的0.1wt.%-10wt.%。

5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述CuSO₄的加入量为缓冲液质量的8.0×10^-5 wt.%-1.6×10^-3 wt.%；所述H₂O₂的加入量为缓冲液质量的6.8×10^-3 wt.%-1.4×10^-1 wt.%，加入所述H₂O₂后搅拌10-120 min。

6.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述缓冲液为 Tris-HCl缓冲液，所述Tris-HCl缓冲液的pH值为7-10，浓度为5-100mmol/L。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述中间基膜为多孔聚合物隔膜或者表面涂覆有陶瓷涂层的陶瓷隔膜，所述多孔聚合物隔膜为PE或PP膜，所述陶瓷涂层为氧化铝涂层、硫酸钡涂层、Li₇La₃Zr₂O₁₂涂层或者玻璃颗粒涂层；所述中间基膜的孔隙尺寸为0.01-1μm，厚度为5-30μm。

8.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）和步骤（3）中干燥的温度为25-80℃，时间为0.5-30min；所述步骤（4）中鼓风干燥的温度为25-90℃，时间为0.5-30min。

9.一种锂硫电池，其特征在于，所述锂硫电池中包括根据权利要求1-8中任一项所述的制备方法制备得到的功能化隔膜。