[发明专利]锂硫电池用复合隔膜及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种锂硫电池用复合隔膜及其制备方法和应用，制备方法包括以下步骤：将芳纶浆料涂覆在基膜的一侧，在基膜上得到芳纶涂覆层；在芳纶涂覆层上涂覆第二浆料，得到锂硫电池用复合隔膜，芳纶浆料的制备方法为：在搅拌的条件下向第一溶剂中加入分散剂，再加入芳纶纤维、第二溶剂、乳化剂和粘合剂，得到芳纶浆料，第二浆料的制备方法为：将碳类导体和导锂聚合物均匀混合，加入第三溶剂、聚合物粘结剂和润湿剂，搅拌均匀，得到第二浆料。本发明采用芳纶浆料涂覆于基膜表面，提高其耐热性能、机械性能及循环使用寿命，在此基础上涂覆含有碳类导体、导锂聚合物的第二浆料使得锂硫电池用复合隔膜具有截硫导锂的特殊功效。

技术领域

本发明属于电池隔膜技术领域，具体来说涉及一种锂硫电池用复合隔膜及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，锂离子电池的应用范围越来越广，因此，对锂离子电池的要求也越来越高。由于单质硫具有极高的理论容量和能量密度，同时具有无毒、环境友好，原料来源广，成本低廉等一系列优点。因此，锂硫电池被认为是当前最具有发展潜力的储能系统。然而，受制于S正极的溶解穿梭、金属Li负极的枝晶生长和醚类电解液的低闪点等问题，锂硫电池仍面临高安全、长寿命与高比能难以协同的挑战，严重制约了锂硫电池的商业化过程。

隔膜作为锂离子电池重要材料之一，是电池容量、循环能力和安全性能的重要决定因素。传统的锂电池隔膜多采用微孔聚乙烯或聚丙烯膜，但单纯的聚烯烃隔膜存在热稳定性不好，易引起电池安全性问题，对于锂硫电池来讲，充放电所产生的锂硫聚合物能够通过该类型隔膜，会对电池的循环性和库伦效率产生影响。因此，开发其他材料与聚烯烃的高性能复合隔膜加强其热稳定性同时使其具有截硫导锂功能成为促进锂硫电池发展的重要方面。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种锂硫电池用复合隔膜的制备方法。

本发明的另一目的是提供上述制备方法获得的锂硫电池用复合隔膜。

本发明的另一目的是提供锂硫电池用复合隔膜在降低隔膜热缩率中的应用。

本发明的另一目的是提供锂硫电池用复合隔膜在提高隔膜抗拉伸强度中的应用。

本发明的另一目的是提供锂硫电池用复合隔膜在提高电池循环使用寿命中的应用。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。

一种锂硫电池用复合隔膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将芳纶浆料以0.5～2μm的厚度涂覆在基膜的一侧，再浸水3～15s，烘干，在所述基膜上得到芳纶涂覆层；

步骤2，在所述芳纶涂覆层上以0.5～4μm的厚度涂覆第二浆料，烘干，得到锂硫电池用复合隔膜，其中，

所述芳纶浆料的制备方法为：在搅拌的条件下向第一溶剂中加入分散剂，搅拌均匀后再加入芳纶纤维、第二溶剂、乳化剂和粘合剂，搅拌均匀，得到芳纶浆料，按质量份数计，所述第一溶剂、分散剂、芳纶纤维、第二溶剂、乳化剂和粘合剂的比为(50～80)：(0.05～3)：(2～8)：(5～30)：(0.5～2)：(0.5～3)；所述第一溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基亚砜(DMSO)、二甲基甲酰胺(DMF)或二甲基乙酰胺(DMAC)，所述分散剂为磷酸三乙酯，所述第二溶剂为乙醇、异丙醇或二氯甲烷，所述乳化剂为聚乙烯醇、聚丙烯酸钠或聚丙烯酰胺，所述粘合剂为聚环氧乙烷、苯丙烯酸、羟甲基纤维素钠和聚氨酯中的一种或多种的混合物；