一种具有良好稳定性的锂硫电池隔膜的制备方法

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成果名称: 一种具有良好稳定性的锂硫电池隔膜的制备方法 关键字: 应用行业: 制造业
高新技术领域: 新材料及其应用 所在地: 浙江省 知识产权类型: 发明专利
知识产权编号: ZL2021100235666 成果体现形式: 发明专利 成果属性:
成果所处阶段: 成果水平: 国内先进 研究形式:
学科分类: 战略新兴产业: 请选择... 课题来源:
第一完成单位名称: 杭州齐原叶环保科技有限公司 第一完成单位属性: 技术成熟度:
合作方式: 技术转让 交易价格(万): 4.20 所属十强产业:

本发明公开了一种具有良好稳定性的锂硫电池隔膜的制备方法,包括以下步骤:首先以对苯二胺和对苯二甲酰氯为原料,过硫酸铵和吡啶为引导剂,聚合生成聚对苯二甲酰对苯二胺,将乙炔黑和吡咯搅拌后,之后利用鸡蛋壳为模板,煅烧生成多孔碳材料,之后混合搅拌涂延在玻璃板上,干燥后得到隔膜。所述方法制备的隔膜具有良好的机械强度,鸡蛋壳和乙炔黑的负载提升了隔膜的机械强度和充放电循环性能,所用原料来源广泛,制备方法简单,适合大规模生产。

本发明涉及隔膜领域,具体来说是一种具有良好稳定性的锂硫电池隔膜的制备方法。

 (1)利用对苯二甲酰氯和对苯二胺在低温下发生缩合反应生成聚对苯二甲酰对苯二胺,利用过硫酸铵做引导剂,同时过硫酸铵也可作为硫源,掺杂S元素。
 (2)鸡蛋壳成分为碳酸钙,具有很强的硬度,负载到薄膜上,能提高隔膜的机械强度,同时,鸡蛋壳具有多孔结构,以鸡蛋壳为模板,将其与乙炔黑研磨煅烧后能够得到多孔碳材料,提升隔膜的催化活性。
 (3)在乙炔黑表面包覆了一层聚吡咯,提高了材料的电导性,利用鸡蛋壳做模板得到的多孔材料,同时具有多孔结构和优良的导电性,从而提升电池性能。
 (4)本发明原料来源广泛,制备方法简单,适合大规模生产。


 可充电电池能源被认为是能源危机问题的有效策略,己成为科学研究以及实际应用的热点。锂离子电池凭借其优越的性能受到广泛推广和应用。但是,其本身理论能量密度有限,锂离子电池的正极材料是由重金属化合物组成的,易对环境造成污染。同时,正极材料的价格较为昂贵,且资源短缺,故而无法很好地满足市场要求。因此,开发高能量密度的电池体系很有必要。锂硫电池(LSBs)作为一种新兴的电池能源,受到研究人员的热切关注。其高能量密度特性(质量比能量和理论比容量分别可达到2600W h kg 和1675mAh g )赋予其极大的应用前景。此外,单质硫具有资源丰富、价格便宜以及环境友好的优势。目前,LSBs己经成为世界各国在储能领域争相追逐的研究热点。

在锂硫电池的制备中,隔膜是其重要组成部分,目前所用的隔膜大都是商业的聚丙烯(PP)为主的聚烯烃类隔膜,商业的PP隔膜在锂离子电池中应用较为广泛,有利于锂离子的迁移。但是,其机械强度不高,容易损坏,且稳定性低,在高温下会融熔化,因此需要通过对隔膜改性达到提升其性能的目的,隔膜的改性主要是在隔膜上涂覆相应的碳材料或者金属氧化物或者硫化物,在电池充放电过程中加强对多硫化物的物理阻挡,通过物理和化学吸附,防止其迁移到负极,抑制锂枝晶的生成,从而提高电池的电化学稳定性。

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