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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113422155A(43)申请公布日2021.09.21(21)申请号202110569815.1(22)申请日2021.05.25(71)申请人复旦大学地址200433上海市杨浦区邯郸路220号(72)发明人卢红斌刘意成赵则栋郭屹轩胡波(74)专利代理机构上海正旦专利代理有限公司31200代理人张磊(51)Int.Cl.H01M50/403(2021.01)H01M50/449(2021.01)H01M50/431(2021.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种锂硫电池用多功能隔膜涂层的制备方法(57)摘要本发明涉及一种锂硫电池用多功能隔膜涂层的制备方法,该多功能隔膜涂层由硒化镍铁/石墨烯复合物组成。采用抽滤的方法将石墨烯/原位生长的纳米立方笼硒化镍铁复合物修饰到朝向正极隔膜一侧,解决传统隔膜不能有效阻止多硫化物向锂金属负极扩散这一难题。具有催化活性的硒化镍铁可加速多硫化物和硫化锂之间的相互转化,提高活性物质的利用率的同时防止放电产物硫化锂阻塞孔道。此外,笼状镍铁硒化物的多孔结构有利于锂离子快速传输。此种复合设计使得具备硒化镍铁隔膜涂层的电池表现出高的比容量和出色的倍率性能。CN113422155ACN113422155A权利要求书1/1页1.一种锂硫电池用多功能隔膜涂层的制备方法,其特征在于具体步骤如下:(1)将1‑10毫摩尔二价镍盐和1‑20毫摩尔柠檬酸钠加入到100‑1000毫升的氧化石墨烯溶液中配置成A溶液,另将1‑10毫摩尔六氰合铁酸钾配置成B溶液;将B溶液慢慢滴加到A溶液中,并在一定温度下反应3‑24小时,得到混合溶液;(2)取步骤(1)中的混合溶液至反应釜中,水热反应3小时,经筛网洗涤干燥后得到镍铁普鲁士蓝/石墨烯复合物;(3)取步骤(2)的镍铁普鲁士蓝/石墨烯复合物和硒粉分别放置在瓷舟的下游和上游,在管式炉中于特定气氛下进行高温煅烧3小时,得到硒化镍铁/石墨烯复合物;其中:镍铁普鲁士蓝/石墨烯和硒粉的质量比为1:(1‑20);(4)取步骤(3)的硒化镍铁/石墨烯复合物和胶粘剂溶液混合后抽滤到隔膜上,经干燥后得到硒化镍铁/石墨烯隔膜涂层;其中:硒化镍铁/石墨烯复合物和胶粘剂溶液的质量比为10:(0.1‑10)。2.根据权利要求1所述锂硫电池用多功能隔膜涂层的制备方法,其特征在于步骤(1)中所述二价镍离子盐溶液为硫酸镍、硝酸镍、醋酸镍或氯化镍中的任一种。3.根据权利要求1所述锂硫电池用多功能隔膜涂层的制备方法,其特征在于步骤(1)中所述氧化石墨烯的制备方法,具体步骤为:以鳞片石墨为原料,加入高锰酸钾和浓硫酸,采用温和无搅拌的方式制备氧化石墨,后续通过剥离得到氧化石墨烯。4.根据权利要求1所述锂硫电池用多功能隔膜涂层的制备方法,其特征在于步骤(1)中所述氧化石墨烯的浓度为0.1‑8毫克/毫升。5.根据权利要求1所述锂硫电池用多功能隔膜涂层的制备方法,其特征在于步骤(1)中所述的一定温度为10‑100℃。6.根据权利要求1所述锂硫电池用多功能隔膜涂层的制备方法,其特征在于步骤(2)中所述水热反应温度为100‑400℃。7.根据权利要求1所述锂硫电池用多功能隔膜涂层的制备方法,其特征在于步骤(3)中所述特定气氛为氩气、氮气或氢氩混合气中的任一种。8.根据权利要求1所述锂硫电池用多功能隔膜涂层的制备方法,其特征在于步骤(3)中所述高温煅烧温度为250‑800℃。9.根据权利要求1所述锂硫电池用多功能隔膜涂层的制备方法,其特征在于步骤(4)中所述胶粘剂为聚偏氟乙烯、羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇或丙烯腈多元共聚物中的任一种或混合。10.根据权利要求1所述锂硫电池用多功能隔膜涂层的制备方法,其特征在于步骤(4)中所得多功能隔膜涂层厚度为1‑100微米。2CN113422155A说明书1/4页一种锂硫电池用多功能隔膜涂层的制备方法技术领域[0001]本发明属于材料技术领域,具体涉及一种锂硫电池用多功能隔膜涂层的制备方法。背景技术[0002]由于超高的理论能量密度(2600瓦时/千克)以及低成本优势,锂硫电池已成为下一代能量存储体系的有力候选者。然而,硫的多步和多相反应行为所带来的多硫化锂复杂的穿梭效应将导致锂硫电池出现一系列的问题,比如活性物质的损失、严重的容量衰减以及较差的循环寿命,从而大大阻碍其进一步的商业化。[0003]传统锂硫电池隔膜的作用是将正极和负极隔离,并为锂离子提供运输通道,却不能阻止多硫化锂向负极的扩散。一种有前途且简单的策略是在正极和隔膜之间引入多功能涂层来阻挡多硫化锂扩散。隔膜涂层的构筑一般有两种策略:第一种是利用多硫化物和锂离子的半径和所带电荷不同开发的分子筛型和静电排斥型涂层,此类涂层可以有效阻止多硫化锂的