[发明专利]一种电池隔膜及其制备方法和锂硫电池

摘要

本发明提供了一种电池隔膜，所述电池隔膜为表面附着有石墨烯的锂硫电池隔膜。本发明提供的电池隔膜表面修饰有石墨烯，这种电池隔膜能够抑制多硫化锂在电池正负极之间的穿梭，并利用电池隔膜表面石墨烯的导电能力对溶解在电解液中的多硫化锂再次利用，从而提高了电池活性物质的利用率，进而提高锂硫电池的放电容量及循环寿命等性能，本发明采用石墨烯对电池隔膜进行修饰，石墨烯仅有单个或数个原子层厚，可以大大减少电池总质量的增加，从而避免电池能量密度的损失。本发明还提供了一种电池隔膜的制备方法和锂硫电池。

主权项

1.一种锂硫电池，所述锂硫电池的制备方法为：将70mg的单质硫、20mg的Super P碳材料和10mg的聚偏氟乙烯研磨混合均匀，向其中加入1mL的N‑甲基吡咯烷酮，调成黑色糊状混合物涂覆在铝箔上，涂覆厚度为200μm，将涂覆后的铝箔在50℃干燥24小时，得到正极材料；将金属锂片作为负极材料；将体积比为1:1的1mol/L的双三氟甲烷黄酰亚胺锂的1,3‑二氧五环和1,2‑二甲氧基乙烷的混合液作为电解液；将质量浓度为1％的LiNO₃作为添加剂；将所述正极材料、负极材料、电池隔膜、电解液和添加剂进行组装，得到2032锂硫电池，组装过程中电池隔膜中附着有石墨烯的一侧朝向正极材料；所述电池隔膜的制备方法为：将清洗后的12cm×6cm的铜箔放入管式电阻炉恒温区，将管式电阻炉抽真空至1.9×10^‑3torr，设置升温程序，将温度由室温经过50min升温至1040℃；向管式电阻炉中以10sccm的速度通入氢气后在1040℃下将铜箔退火1小时；向管式电阻炉中以2sccm的速度通入甲烷后保持10min后增压为5torr保持1min；将得到的铜箔自然降温至室温，得到生长有单层石墨烯的铜箔；按照上述方法制备得到3张生长有单层石墨烯的铜箔；将第1张生长有单层石墨烯的铜箔和无锡格菲电子薄膜科技有限公司提供的热释放胶带在过胶机上贴合在一起，得到第一贴合膜；将所述第一贴合膜浸泡在0.5mol/L的过硫酸铵溶液中将铜箔刻蚀掉，将石墨烯转移至热释放胶带上，得到第一转移膜；将第2张生长有单层石墨烯的铜箔和所述第一转移膜在过胶机上贴合，得到第二贴合膜；将所述第二贴合膜浸泡在0.5mol/L的过硫酸铵溶液中将铜箔刻蚀掉，将第二层石墨烯转移至转移膜上，得到第二转移膜；将第3张生长有单层石墨烯的铜箔和所述第二转移膜在过胶机上贴合，得到第三贴合膜；将所述第三贴合膜浸泡在0.5mol/L的过硫酸铵溶液中将铜箔刻蚀掉，将第三层石墨烯转移至第二转移膜上，得到第三转移膜；在50℃下，将所述第三转移膜和Celgard 2400聚丙烯隔膜在过胶机上进行贴合后撕掉热释放胶带，将3层石墨烯转移至Celgard 2400聚丙烯隔膜上，得到电池隔膜。