[发明专利]一种锂硫离子电池改性隔膜的制备方法

说明书

本发明涉及一种锂硫离子电池改性隔膜的制备方法，属于电池技术领域。为了解决锂硫电池的穿梭效应提高电池循环性能，提供一种锂硫离子电池改性隔膜的制备方法，该方法包括将隔膜的基膜的表面进行粗化处理后，再放入金属氯化物的盐酸溶液中浸泡处理，烘干，得到相应的预处理基膜；将分散剂和粘结剂溶于相应的溶剂中，再加入导电剂混合，使得到导电剂的固含量为0.5％～40％的导电浆料；在经过预处理的基膜单面或双面的表面上涂覆导电浆料形成导电涂层，烘干，得到相应的锂硫离子电池改性隔膜。本发明能够起到较好的保液和吸液能力，降低接触电阻，有效的减小其作为电池隔膜后的电池内阻和提高电池高倍率的稳定性能。

技术领域

本发明涉及一种锂硫离子电池改性隔膜的制备方法，属于电池技术领域。

背景技术

锂硫电池是以硫元素作为电池正极的一种锂电池，而单质硫理论放电比容量可达到1675mAh/g，远远高于商业上广泛应用的锂离子电池。因此，硫正极活性物质是目前具有最高比容量的正极材料，锂是金属元素中具有最小的相对原子质量和最负的标准电极电势。因此，锂硫电池具有高理论放电电压、高理论放电比容量、高理论比能量，有望满足电动汽车的长远发展要求，是一种非常有前景的锂电池。据报道，锂硫电池的实际比能量已达到350Wh kg^-1。但是，现在阶段锂硫电池面临一系列难题:1.单质硫和放电产物Li₂S₂/Li₂S是电子和离子绝缘体,这增大了电池电阻及极化现象；2.正极材料在放电过程中存在着体积膨胀现象，造成材料结构坍塌，影响电池的循环性能；3.充放电过程中产生的可溶性多硫化物，由于扩散作用在正负极之间迁移反应，出现多硫化物的“穿梭效应”，造成活物质不可逆的损失。为了解决上述问题，本发明希望通过对电池的隔膜基膜进行改进以期达到有效抑制多硫化物的穿梭效应且能够提高锂硫电池的性能。

发明内容

本发明针对以上现有技术中存在的缺陷，提供一种锂硫离子电池改性隔膜的制备方法，解决的问题是如何抑制多硫化物穿梭效应和减小内阻提高循环性能。

本发明的目的是通过以下技术方案得以实现的，一种锂硫离子电池改性隔膜的制备方法，该方法包括以下步骤：

A、将隔膜的基膜的表面进行粗化处理后，再放入金属氯化物的盐酸溶液中浸泡处理，烘干，得到相应的预处理基膜；

B、将分散剂和粘结剂溶于相应的溶剂中，再加入导电剂混合，使得到导电剂的固含量为0.5％～40％的导电浆料；

C、在经过预处理的基膜单面或双面的表面上涂覆导电浆料形成导电涂层，烘干，得到相应的锂硫离子电池改性隔膜。

本发明通过先对基膜进行预处理，能够使基膜的表面进行粗化，再通过采用金属氯化物的盐酸溶液进行浸泡目的是为了对基膜进行活化和敏化作用，从而使涂覆在表面的导电涂层能够更好的附着在表面，减少它们之间的接触电阻；然后，再将导电剂浆料直接涂覆在基膜的表面形成相应的涂层有效增加了隔膜保液能力和吸液率，并且导电浆料中所使用的粘结剂含有羟基或羧基等官能团能有效吸附多硫化物从而抑制多硫化物的穿梭效应提高电池循环性能。也就是说，本发明通过在基膜单面或双面表面涂覆导电剂增加隔膜的保液能力、吸液率，降低接触电阻，提高电池高倍率性能；另外，导电剂浆料中使用粘结剂中含有特殊官能团抑制多硫化物的穿梭效应，从而有效提高锂硫电池的循环性能。

在上述锂硫离子电池改性隔膜的制备方法中，作为优选，步骤A中所述金属氯化物选自氯化钠、氯化钾、氯化镁、氯化锡和氯化钯中的一种或多种。能够对基膜进行有效的预处理，对基膜进行活化。作为更进一步的优选，所述金属氯化物选自氯化锡和氯化钯的混合物，且所述氯化锡与氯化钯的摩尔比为1：1.5～2.0，