[发明专利]锂硫电池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隔膜及其制备方法和应用，制备方法包括以下步骤：将第一浆料涂敷在基膜的正极侧，在正极侧上得到第一涂层；将第二浆料涂敷在基膜的负极侧，在负极侧上得到第二涂层，第一浆料的制备方法为：将碳类导体和导锂聚合物混合，均匀分散在溶剂中，加入粘结剂和润湿剂，搅拌均匀，得到第一浆料，第二浆料的制备方法为：将聚乙二醇均匀分散在水中，再加入PVDF树脂粉末、润湿剂和粘结剂，搅拌均匀，得到第二浆料，本发明使得锂硫电池隔膜具有截硫导锂的特殊功效，在此基础上涂覆第二浆料使得锂硫电池隔膜对电解液有良好的润湿性和吸液率，提高锂硫电池隔膜与极片的粘结力，增加电池循环性能，提高电池安全性。

技术领域

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

背景技术

新能源汽车是应变全球能源变革和绿色转型发展的战略性新兴产业，是新一轮科技革命和产业变革的重要方向。开发具有高比能、低成本、长寿命、高安全的动力电池已成为新能源汽车发展的瓶颈与关键。锂硫电池具有高达2600Wh/kg的理论能量密度，被认为是当前最具有发展潜力和应用价值的车用动力电池体系之一。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。

锂离子电池的构成包括正极、负极、隔膜和电解质。隔膜作为锂离子电池重要材料之一，尽管不参与电池的电化学反应，但却是锂电池中关键的内层组件。传统的锂电池隔膜多采用微孔聚乙烯或聚丙烯膜，随着对锂离子电池性能要求的提高，单纯的聚烯烃材质隔膜已难以满足要求，尤其对于锂硫电池来讲，充放电所产生的锂硫聚合物能够通过该类型隔膜，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使其具有截硫导锂功能且加强隔膜其它方面性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隔膜。

本发明的另一目的是提供上述锂硫电池隔膜在提高电池吸液率和热收缩率中的应用。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。

一种锂硫电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：

将第一浆料涂敷在基膜的正极侧，烘干，在正极侧上得到厚度为0.5～4μm的第一涂层；将第二浆料涂敷在基膜的负极侧，烘干，在负极侧上得到厚度为0.5～4μm的第二涂层，其中，

所述第一浆料的制备方法为：将碳类导体和导锂聚合物混合，得到材料A，将所述材料A均匀分散在溶剂中，得到材料B，在搅拌条件下向所述材料B中加入粘结剂和润湿剂，搅拌均匀，得到所述第一浆料，按质量份数计，所述碳类导体和导锂聚合物的比为(1～3)：(2～9)，所述材料A为所述溶剂的1.5～10％wt％，所述第一浆料中粘结剂为所述材料A的2～10％wt％，所述第一浆料中润湿剂为所述材料A的3～10％wt％；所述碳类导体为石墨类，所述导锂聚合物为聚丙烯酸、磺化聚醚砜和聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种，所述润湿剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、硫醇、酰肼、硫醇缩醛或聚氧化乙烯烷化醚；

所述第二浆料的制备方法为：将聚乙二醇均匀分散在水中，再加入PVDF树脂粉末，搅拌均匀，再加入润湿剂和粘结剂，搅拌均匀，得到所述第二浆料，其中，按质量份数计，所述第二浆料中聚乙二醇、PVDF树脂粉末、润湿剂和粘结剂的比为(5～30)：(30～100)：(1～7)：(1～15)，所述第二浆料中聚乙二醇、PVDF树脂粉末、润湿剂和粘结剂的质量之和为该第二浆料的0.8～20wt％，所述粘结剂为聚氧乙烯，所述PVDF树脂粉末为偏氟乙烯均聚物。

在上述技术方案中，所述烘干的温度为40～80℃，所述烘干的时间为0.1～40s。