一种保护锂硫电池负极的方法

摘要

本发明涉及一种保护锂硫电池负极的方法。隔膜功能性保护涂层能有效抑制锂负极表面锂枝晶的生长，改善电池的安全性、循环寿命，通过控制涂层的载体、粘合剂、添加剂等的种类与配比进行调浆，制备具有功能性保护涂层的隔膜，对锂负极进行保护。此操作工艺简单且保护层可以有效抑制锂枝晶的生长，同时添加剂从载体中持续释放，持续性的在锂负极表面形成一层保护膜保护锂负极，进而提高锂硫电池的安全性与循环性能。

主权项

一种保护锂硫电池负极的方法，其特征在于保护锂硫电池负极的方法是在负极(2)上粘贴隔膜保护涂层(1)，隔膜保护涂层(1)由添加剂载体、粘合剂和添加剂组成，隔膜保护涂层(1)制备方法操作步骤如下：按质量比1∶0.1～10称取添加剂载体与添加剂，将添加剂载体与添加剂混合放入研钵中研磨0.5～1h使其均匀混合；称取质量为贴隔膜保护涂层(1)各组分总质量的10～50％的粘合剂，，放入搅拌瓶，加入质量为贴隔膜保护涂层(1)各组分总质量的0.1～20％分散剂均匀分散0.5～1h；再将研磨均匀的混合物加入到搅拌瓶中，室温下搅拌10～24h；最后将搅拌完成的浆料均匀的涂敷在隔膜的一面，贴隔膜保护涂层(1)厚度为100nm～100um，将置于60℃的真空烘箱中烘12～48h，取出后进行裁剪，制得保护负极(2)的隔膜保护涂层(1)；添加剂载体为多孔碳材料、导电碳材料或导电聚合物；其中：多孔碳材料为微孔碳、中孔炭、介孔碳、大孔碳、介孔微孔碳、大孔微孔碳、大孔介孔碳、大孔介孔微孔碳、活性碳或多孔生物碳；导电碳材料为石墨、石墨烯、纤维碳、碳黑、碳纳米管、乙炔黑或特种炭黑；导电聚合物为聚乙炔、聚丙烯腈、聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩、聚苯撑、聚苯撑乙烯、聚双炔或聚乙撑二氧噻吩及其衍生物；粘合剂为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯醇、羟甲基纤维素钠、丁苯橡胶、明胶、海藻酸钠、LAl32或环糊精；添加剂为金属盐、硫化物、氧化物、氢氧化物、氟化物、碘化物、磷化物、氮化物、聚氧醚类、氨基酸类或聚电解质；其中：金属盐为硫酸镍、硝酸镍、氯化镍、硝酸铜、氯化铜、硫酸钴、硝酸钴、氯化钴、硝酸锂、硫酸锌、硝酸锌、氯化锌、硫酸铁、硝酸铁、氯化铁、硫酸亚铁、硝酸亚铁或氯化亚铁；硫化物为硫化镍、硫化铜、硫化亚铁、硫化锂、硫化锌或硫化钛；氧化物为氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝、四氧化三铁、三氧化二铁、氧化铁、氧化铜、氧化镍、氧化锌、氧化钴或二氧化钛；氢氧化物为氢氧化钾、氢氧化铝、氢氧化镁或氢氧化钙；氟化物为氟化钠、氟化铝、氟化铯或氟化钙；碘化物为碘化钠、碘化钾或碘化银；磷化物为磷化钙、磷化锌、磷化铝或磷化铜；氮化物为氮化锂、氮化铝、氮化钛或氮化硼；聚氧醚类为聚氧醚、聚氧乙烯醚或聚氧丙烯醚；氨基酸类为甘氨酸、天冬酰胺或谷氨酰胺；聚电解质为聚丙烯酸、聚乙烯磺酸、聚乙烯亚胺、聚苯磺酸或聚硅酸盐；分散剂为正丙醇、异丙醇、N‑甲基吡咯烷酮、N，N‑二甲基甲酰胺、N，N‑二甲基乙酰胺、二甲基亚砜或水；隔膜为PE膜、PP膜、PP/PE膜或PP/PE/PP膜；负极为金属锂或锂合金，其形状为片状、箔状、粒状或粉状。