[发明专利]一种用于锂硫电池的隔层

摘要

本发明涉及一种用于锂硫电池的隔层，隔层涂覆在正负极或隔膜表面，或以独立片状固体的形式贴在正极或负极与隔膜之间对电池加以保护。功能性隔层由三种成分组成，分别为功能剂、粘合剂、导电剂，其中功能剂为含磺酸锂基团的碳材料、聚合物或者两者的混合物以及它们与金属氧化物按不同比例混合所形成的物质。由于隔层组分含有磺酸锂，在电池循环过程中，提升了电解液中锂离子的浓度，提高离子传质速率，并且磺酸根的存在不但能够增强离子电导率，而且配合粘合剂的使用对多硫化锂有着明显的化学阻挡吸附作用，有效抑制了它的溶解扩散，缓解锂负极表面因不溶性多硫化锂沉积形成的表面钝化，同时，导电剂的加入能够降低电池内阻。

主权项

一种用于锂硫电池的隔层，其特征在于该隔层由三种成份组成，分别为功能剂、粘合剂、导电剂，隔层功能剂是含锂化磺酸基的碳材料、含锂化磺酸基的聚合物以及它们与氧化物混合所形成的组合物，隔层涂覆在正负极或隔膜表面或以独立片状固体的形式贴在正极或负极与隔膜之间对电池加以保护，隔层制备方法如下：称取质量比为1∶0.01～1∶0.01～1的功能剂、粘合剂、导电剂放入反应瓶中，按固液比1∶2～5加入分散剂调浆，搅拌形成分散均匀的浆料，然后将浆料涂布于隔膜、正负极上形成厚度为100nm～100μm的隔层，对于成膜性较好的浆料涂覆于玻璃板上，晾干后取下直接贴在正极或负极与隔膜之间形成保护；所述组成隔层功能剂的碳材料为微孔碳、活性碳、生物碳、中孔炭、介孔碳、大孔碳、介孔微孔碳、大孔微孔碳、大孔介孔碳、大孔介孔微孔碳、石墨、石墨烯、纤维碳、碳黑、碳纳米管或乙炔黑；所述组成隔层功能剂的聚合物为聚苯胺，聚噻吩，聚多巴胺，聚吡咯，聚吡啶或聚丙烯腈；所述锂化磺酸基在改性碳材料或聚合物中的质量分数为0.01％～20％；所述组成隔层功能剂的氧化物为氧化铝、氧化硅、氧化锌、氧化钛、氧化钠、氧化钙、氧化镁、氧化钡、氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁或氧化锰；所述组成隔层的粘合剂为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯醇、羟甲基纤维素钠、丁苯橡胶、明胶、海藻酸钠、LA132或环糊精；所述导电剂为乙炔黑、Super P、碳纤维、碳纳米管、科琴黑、石墨或石墨烯。