用于锂硫二次电池的离子选择性隔膜及其制备与应用方法

摘要

本发明属于离子选择性隔膜技术领域，特别涉及一种用于锂硫二次电池的离子选择性隔膜及其制备与应用方法。本发明利用离子选择性材料或其复合结构作为锂硫电池隔膜材料，克服了原有锂硫电池中多硫化物在正负极间扩散带来的充放电效率较低以及电池性能稳定性较差的缺点。通过在锂硫电池电解液体系中选择性透过锂阳离子、阻挡多硫化物阴离子透过，提高电池系统的整体电化学性能。针对原有隔膜体系仅提供正负极电子绝缘的功能单一型，本发明中的离子选择性隔膜同时实现电子绝缘和离子选择性导通两种功能，并有望为抑制多硫化物迁移等锂硫电池技术障碍提供新的解决方案，通过配合高容量正极材料使用，将有助于推进锂硫二次电池硫的实用化。

主权项

一种离子选择性隔膜在锂硫二次电池的应用，所述锂硫二次电池的正极为硫复合材料，其特征在于：所述离子选择性隔膜具有离子选择性导通特性，其离子选择性部分为阳离子交换膜或阳离子交换膜与具有多孔结构的纳滤膜相连构成的复合结构；所述阳离子交换膜带有磺酸基、磷酸基、亚磷酸基、羧酸基和酚基活性基团中的一种或多种；所述具有多孔结构的纳滤膜的材质为陶瓷、分子筛、醋酸纤维素、聚酰胺、聚乙烯醇和聚砜中的一种或多种；所述具有多孔结构的纳滤膜的孔道直径为0.1～5纳米；所述硫复合材料为硫‑活性炭复合材料，硫‑碳纳米管复合材料，硫‑碳纳米管阵列复合材料，硫‑石墨烯复合材料，硫‑介孔碳复合材料，硫‑泡沫碳复合材料，硫‑碳纳米管复合柔性电极，硫‑丙烯腈复合材料或硫‑炭黑复合材料。