科创中国
一种锂硫电池复合隔膜及其制备方法
发布时间: 2022-12-09
来源: 科技服务团
基本信息
合作方式：
技术转让
成果类型：
发明专利
行业领域：
高新技术改造传统产业
成果介绍
一种锂硫电池复合隔膜及其制备方法，它涉及一种电池复合隔膜及其制备方法。本发明的目的是要解决现有锂硫电池中多硫化锂的穿梭效应，导致锂硫电池循环寿命变差、库仑效率降低和容量迅速衰减的问题。方法：一、制备碳化钛纳米片/碳纳米管复合气凝胶；二、制备碳化钛纳米片/碳纳米管复合气凝胶修饰的隔膜。一种锂硫电池复合隔膜为碳化钛纳米片/碳纳米管复合气凝胶修饰的聚丙烯膜；所述的碳化钛纳米片/碳纳米管复合气凝胶为三维蓬松多孔的气凝胶结构，具有大比表面积、多级层次孔结构和大孔隙率。本发明工艺巧妙、加工设备价格低廉、程序和方法简单，成本低，有利于大规模工业化生产。本发明可获得一种锂硫电池复合隔膜。
成果亮点
3.根据权利要求2所述的一种锂硫电池复合隔膜的制备方法，其特征在于步骤一①中所述的超声时间为10min～30min，超声功率为150W～300W。
4.根据权利要求2所述的一种锂硫电池复合隔膜的制备方法，其特征在于步骤一①中所述的碳纳米管水性分散液的浓度为40mg/mL～80mg/mL；步骤一①中所述的Ti3C2Tx溶液的浓度为20mg/mL～60mg/mL。
5.根据权利要求2所述的一种锂硫电池复合隔膜的制备方法，其特征在于步骤一①中所述的碳纳米管水性分散液与Ti3C2Tx溶液的体积比为(***～2mL):(4mL～10mL)；步骤一①中所述的碳纳米管水性分散液与乙二胺的体积比为(***～5mL):(100μL～500μL)。
6.根据权利要求2所述的一种锂硫电池复合隔膜的制备方法，其特征在于步骤一②中所述的加热时间为6h～12h；步骤一②中将反应产物浸泡在无水乙醇中3h～24h，取出后使用蒸馏水冲洗3次～5次，最后冷冻干燥24h～72h，冷冻干燥的温度为-40℃～-90℃，得到碳化钛纳米片/碳纳米管复合气凝胶。
团队介绍
雷锋团队是由哈尔滨师范大学14级政治与行政学院的关明贺同学于2015年9月1日建立的学生自主创立的创业团队。在黑龙江福成科技有限公司的赞助下，旨在为江北的大学生服务，让大学生过上更好的大学生活。自创立以来，雷锋团队本着为同学服务的宗旨，解决大学生生活问题为核心，为大学生提供广大的创业机会。创立后不久已成为哈尔滨江北十余所大学院校人数最多、最有号召力和影响力的学生团队组织。
成果资料
产业化落地方案
成果综合评价报告
评价单位：“科创中国”黑龙江科技服务团 (黑龙江省科学技术协会) 评价时间：2023-11-11
评价单位：“科创中国”黑龙江科技服务团 (黑龙江省科学技术协会) 评价时间：2023-02-16
黄剑华
哈尔滨工业大学
教授
综合评价
本发明制备的一种锂硫电池复合隔膜为碳化钛纳米片/碳纳米管复合气凝胶修饰的聚丙烯膜；碳化钛纳米片具有高活性表面，Ti3C2Tx上的羟基可以与LiPSs反应形成表面硫代硫酸盐物种；然后，这些硫代硫酸盐可作为氧化还原介质捕获随后形成的LiPSs，并通过歧化反应直接将它们转化为Li2S；
本发明制备的一种锂硫电池复合隔膜为碳化钛纳米片/碳纳米管复合气凝胶修饰的聚丙烯膜；碳化钛纳米片的(002)晶面间距为17.03nm，相比于普通碳化钛纳米片有明显的展宽，提供了更多的(002)晶面内的活性位点，有利于暴露更多的酸性Ti位点，形成Ti-S键强烈吸附LiPSs，为更好地锚定溶解在电解液中的多硫化锂创造了条件，也更利于电荷转移。而且，而且本发明合成的锂硫电池复合隔膜具有可通过调节碳化钛(002)晶面层间距优化性能，有利于材料的合理设计和精准控制，为锂硫电池的研究和实际应用提供了理论依据和技术支撑；
本发明制备的一种锂硫电池复合隔膜为碳化钛纳米片/碳纳米管复合气凝胶修饰的聚丙烯膜；碳化钛纳米片作为一种典型的极性材料，对多硫化锂具有较强的化学吸附作用，可在对溶解在电解液中的多硫化锂产生有效地物理阻挡作用的同时对其进行化学锚定，有效地抑制多硫化物的穿梭效应；
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