[发明专利]一种锂硫电池隔膜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种锂硫电池隔膜，包括隔膜基膜及涂覆于基膜表面的功能层，其特征在于：所述功能层的组分包含功能性材料和助剂，其中功能性材料包括层状结构硫化物、导电碳材料和纳米纤维；所述的纳米纤维为羧甲基纳米纤维素、芳纶纳米纤维、纳米陶瓷纤维中的至少一种，其添加量为功能层总重的1%-20%；所述的层状结构硫化物为二硫化钼、二硫化钛、硫化亚铁和二硫化锆中的至少一种，其添加量为功能层总重的5%-45%；所述的导电碳材料为碳纳米管、导电石墨烯、导电炭黑中的至少一种，其添加量为功能层总重的1%-20%；所述助剂包括分散剂、粘结剂、表面活性剂和锂离子助剂，分散剂、粘结剂、表面活性剂和锂离子助剂的添加量分别为功能层总重的0.1%-10%、3%-10%、0.1%-5%、0.1%-5%。

2.根据权利要求1所述的一种锂硫电池隔膜，其特征在于：所述纳米纤维的添加量为功能层总重的5%-15%，所述层状结构硫化物的添加量为功能层总重的20-35%，所述导电碳材料的添加量为功能层总重的5%-15%。

3.根据权利要求1或2所述的一种锂硫电池隔膜，其特征在于：分散剂为羧甲基纤维素钠、丙烯酸、羟乙基纤维素、聚乙二醇、烷基磺酸盐、聚乙烯吡咯烷酮、聚环氧乙烷、海藻酸钠、直链烷基苯磺酸钠中的至少一种；粘结剂为偏聚氟乙烯、丁苯乳胶、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、去脲基甲酸酯、海藻酸钠中的至少一种；表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、季铵盐类化合物、氟碳类表面活性剂、聚醚类表面活性剂中的至少一种；锂离子助剂为聚苯乙烯磺酸钠、聚氧化乙烯、Nafion离子助剂、乙烯基磺酸盐、聚乙二醇、丙烯酸丙酯磺酸盐中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的一种锂硫电池隔膜，其特征在于：所述分散剂、粘结剂、表面活性剂和锂离子助剂的添加量分别为功能层总重的5%-10%、4%-7%、0.5%-1.5%、0.5%-1.5%。

5.一种如权利要求1-4中任一项所述的锂硫电池隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将导电炭材料与分散剂分散在溶剂中，得到导电碳材料分散液；

步骤二、将纳米纤维与分散剂分散在溶剂中，经搅拌得到纳米纤维分散液；

步骤三、将硫化物与分散剂分散在溶剂中，经搅拌均匀后再加入导电碳材料分散液和纳米纤维分散液进行搅拌融合；

步骤四、向上述融合后的溶液中加入锂离子助剂、粘结剂和表面活性剂，经搅拌后形成功能层浆料；

步骤五、将上述功能层浆料涂覆于基膜的一面或两面，即得到含功能层的锂硫电池隔膜。

6.根据权利要求5所述的锂硫电池隔膜的制备方法，其特征在于：所述功能层的厚度为2-10μm，所述隔膜基膜选用聚烯烃多孔基膜、无纺布基膜或聚酰亚胺基膜。

7.根据权利要求6所述的锂硫电池隔膜的制备方法，其特征在于：所述隔膜基膜选用聚乙烯或聚丙烯多孔基膜。

8.一种如权利要求1-4中任一项所述的锂硫电池隔膜在锂硫电池中的应用。