科创中国

电子信息技术,新型电子元器件,微电子技术

本发明公开了一种多功能锂硫电池隔膜，其特征在于，包括基础隔膜和涂布层；其中，所述涂布层包括氧化石墨烯和主体材料，所述主体材料为氮化硼、碳氮化铝或二硫化钼中的一种。本发明还公开了一种多功能锂硫电池隔膜的制备方法及应用，本发明多功能锂硫电池隔膜，采用氧化石墨烯诱导主体材料，解决了纳米材料的分散性问题，两种纳米材料有序复合，更有效的抑制多硫化物的穿梭，协同增强了隔膜的机械强度、耐热性。本发明的隔膜制备方法，采用溶剂挥发诱导自组装手段，实现了两种2D纳米材料的有序复合，能灵活把控涂层厚度，实现大规模生产。

能够取得下列有益效果： (1)多功能锂硫电池隔膜，基础隔膜层上的涂布层为氧化石墨烯与主体材料氮化硼、碳氮化铝或二氧化钼中一种，氧化石墨烯和主体材料均有卓越的导热性能，主体材料纳米片面内导热性能显著地高于垂直于面内方向的性能，本发明中两种材料的有序复合，协同作用，便能有效的抑制多硫化物的穿梭，增强了隔膜的机械强度、耐热性等。 (2)高机械强度的涂层有助于抑制锂枝晶的生长，提高电池的循环安全性。 (3)该隔膜的一侧表面具有致密的功能性涂布层，较好的把基础隔膜的大孔隙覆盖住，从而有效地阻挡了多硫化物的穿梭，极大地减少了活性物质的损耗，有效提高了锂硫电池的倍率性能。 (4)将两种2D纳米材料定量混合后均匀涂布在基础隔膜的一侧，所述涂布方法是采用溶剂挥发诱导自组装手段，实现了两种2D纳米材料的有序复合。与当前较广泛使用的过滤方法相比，该方法可以灵活把控涂层厚度，有效控制产品尺寸，实现大规模生产。 (5)功能性浆料制备所用的溶剂为去离子水，符合绿色化学范畴；所述浆料可稳定存在几个月而不发生明显沉降。 （6）隔膜中涂布有所述涂料层的一侧靠近锂硫电池的正极，能够达到最大抑制多硫化物的效果。

解孝:湖北监利人，教授、博士生导师，华中科技大学党委常委、副校长，曾获国家杰出青年科学基金，是"新世纪百千万人才工程"国家级人选、"万人计划"科技创新领军人才。主要从事液晶化学与激光全息高分子材料、聚合物热物理与电子封装材料、高分子绿色加工与资源化利用、高分子复合技术与加工流变学的研究。 其他成员：;陈芳妍;叶昀昇;石清璇;周兴平