[发明专利]一种复合隔膜及其制备方法、锂硫电池

说明书

本发明属于二次电池技术领域，尤其涉及一种复合隔膜及其制备方法、锂硫电池，包括基膜以及设置于基膜表面的导电吸附层，所述导电吸附层包括具有间隔设置的石墨纸层以及设置于石墨纸层之间的聚苯胺。本发明的一种复合隔膜设置有导电吸附层，能够提供良好的导电性，而且聚苯胺中具有含N原子的基团，对多硫化物具有良好的吸附能力，避免多硫化合物扩散至负极端发生副反应，提高正极材料的利用率，并能有效调控锂硫电池电化学性能，从而使锂硫电池具有良好的循环性能。

技术领域

本发明属于二次电池技术领域，尤其涉及一种复合隔膜及其制备方法、锂硫电池。

背景技术

锂硫电池具有理论能量密度高(2600Wh/kg)、成本低廉和环境友好等优点，受到了科学界和产业界的广泛关注和研究。

但是，目前锂硫电池依然存在活性物质利用率低、电化学可逆性差以及容量衰减快等问题。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种复合隔膜，具有良好的导电性和良好的吸附性能，能够将正极材料进行吸附，避免正极材料在负极发生穿梭效应，提高电池电化学性能。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种复合隔膜，包括基膜以及设置于基膜表面的导电吸附层，所述导电吸附层包括具有间隔设置的石墨纸层以及设置于石墨纸层之间的聚苯胺。

本发明的目的之二在于：针对现有技术的不足，而提供一种复合隔膜的制备方法，使用电解法将石墨纸层状结构打开，为聚苯胺提供均匀有效的附着点，使用化学法使聚苯胺在打开后的石墨纸的层结构中原位生长，得到石墨纸-聚苯胺插层即导电吸附层，将导电吸附层设置于基膜表面得到复合隔膜。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种复合隔膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤S1、将一端电极夹持石墨纸，将另一端电极夹持铂电极，并放置于电解缸中，加入酸将石墨纸与铂电极浸没，设置电压进行电解，取出，清洗得到预处理石墨纸；

步骤S2、在避光条件下，取苯胺单体溶液，加入烧杯，加入去离子水，进行搅拌，加入盐酸，搅拌得到酸掺杂苯胺溶液；

步骤S3、称取过硫酸铵，加入去离子水，搅拌得到引发剂溶液；

步骤S4、量取酸掺杂苯胺溶液和引发剂溶液，混合搅拌得到混合液，将预处理石墨纸放置于上述混合液中，冷藏，取出清洗得到导电吸附层；

步骤S5、将导电吸附层放置于基膜的表面得到复合隔膜。

优选地，所述步骤S1中酸的浓度为0.05～0.5mol/L，电解电压为1～10V，电解时间为1～200秒。

优选地，所述步骤S2中苯胺单体溶液的重量为1～10g，搅拌时间为10～60min，盐酸的浓度为1～1.8mol/L。

优选地，所述步骤S3中过硫酸铵的的重量为1～20g。

优选地，所述步骤S4中酸掺杂苯胺溶液和引发剂溶液的重量份数比为1～3:1～3。

优选地，所述步骤S4中冷藏的温度为1～5℃，冷藏时间为1～5小时。

本发明的目的之三在于：针对现有技术的不足，而提供一种锂硫电池，具有良好的电化学性能和循环性能。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种锂硫电池，包括正极片、负极片、电解液、壳体以及上述的复合隔膜，复合隔膜用于分隔所述正极片和所述负极片，壳体用于装设所述正极片、所述负极片、所述电解液以及所述复合隔膜，导电吸附层设置于所述正极片和基膜之间。