【技术实现步骤摘要】
本申请涉及一种改性沸石复合隔膜材料及其制备方法和应用，属于电池。
技术介绍
1、二次电池作为储能器件发展迅速，在电动汽车、电子产品以及电力储存等不同领域广泛应用。迄今为止，锂离子电池是目前商业化二次电池中性能最好的电池体系，但由于其主要使用lifeo4、licoo2和lini1/3co1/3mn1/3o2等作为正极材料，而这些正极材料的理论容量一般不超过300mah g-1，对于实现高比能量电池的目标仍然具有一定的距离，因此目前急需对先进储能技术展开研究来解决能源存储问题。新型锂硫电池的理论比容量约为商业锂离子电池理论比容量的五倍(理论比容量为1675mah/g)，且硫在自然界中储量丰富，无毒性，环境友好，成本低廉，所以锂硫电池被认为是最具有发展潜力的高性能电池之一。
2、然而锂硫电池的商业化发展受到了许多挑战，其中包括多硫化物造成的穿梭效应及负极锂枝晶的生成，导致活性物质的利用率低、循环不稳定以及安全性问题。隔膜，在电池中发挥着重要的作用，不仅可以隔绝电池的正负极以防止电池发生短路，提高电池的安全性能，而且对电解液具有一定吸液和持液能力，降低电池的内阻。
技术实现思路
1、本申请的一个方面，提供了一种改性沸石复合隔膜材料，该材料可以有效地加快对多硫化物的氧化还原速率、抑制多硫化物的穿梭效应。
2、所述改性沸石复合隔膜材料为具有内核和壳层的包覆型核壳结构；
3、所述内核为锌掺杂的沸石；
4、所述壳层为二氧化钛。
5、可选地
6、可选地，锌掺杂的沸石中，锌元素的含量独立地选自2％、3％、4％、5％、6％、7％中的任意值或上述任意两者之间的范围值。
7、本申请的另一个方面，提供一种上述改性沸石复合隔膜材料的制备方法，所述制备方法包括：
8、(1)将沸石和锌源溶液混合，搅拌，获得溶液i，干燥，获得zn2+掺入的沸石粉体；
9、(2)将含有高分子聚合物i、zn2+掺入的沸石粉体的混合物分散在的溶剂中，获得核溶液；
10、(3)高分子聚合物ii溶解在乙醇和乙酸的混合溶液中，获得溶液ii，加入钛源，获得壳层溶液；
11、(4)将所述核溶液和壳层溶液进行同轴纺丝，煅烧，获得所述改性沸石复合隔膜材料。
12、可选地，所述锌源选自硫酸锌、醋酸锌、碳酸锌中的至少一种。
13、可选地，所述锌源溶液中，锌离子的浓度为0.5mol/l～2mol/l。
14、可选地，所述锌源溶液中，锌离子的浓度独立地选自0.5mol/l、1mol/l、1.5mol/l、2mol/l中的任意值或上述任意两者之间的范围值。
15、可选地，所述溶液i中，沸石的质量浓度为5～30mg/ml。
16、可选地，所述溶液i中，沸石的质量浓度独立地选自5mg/ml、15mg/ml、20mg/ml、25mg/ml、30mg/ml中的任意值或上述任意两者之间的范围值。
17、可选地，所述搅拌的时间为3～8h。
18、可选地，所述搅拌的时间独立地选自3h、4h、5h、6h、7h、8h中的任意值或上述任意两者之间的范围值。
19、可选地，所述干燥的温度为60℃～100℃。
20、可选地，所述干燥的温度独立地选自60℃、80℃、100℃中的任意值或上述任意两者之间的范围值。
21、可选地，所述高分子聚合物i选自聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯吡咯烷酮的至少一种。
22、可选地，所述高分子聚合物i与所述zn2+掺入的沸石粉体的质量比为3～8。
23、可选地，所述高分子聚合物i与所述zn2+掺入的沸石粉体的质量比独立地选自3、4、5、6、7、8中的任意值或上述任意两者之间的范围值。
24、可选地，所述核溶液中，高分子聚合物i与溶剂的质量比为1:2～1:6。
25、可选地，所述核溶液中，高分子聚合物i与溶剂的质量比独立地选自1:2、1:4、1:6中的任意值或上述任意两者之间的范围值。
26、可选地，所述溶剂选自n,n-二甲基酰胺、异丙醇、甲醇中的至少一种。
27、可选地，所述高分子聚合物ii选自聚乙烯吡咯烷酮、聚乙酸乙烯酯、聚丙烯腈中的至少一种。
28、可选地，所述乙醇和乙酸的混合溶液中，乙醇和乙酸的质量比为2～4。
29、可选地，所述乙醇和乙酸的混合溶液中，乙醇和乙酸的质量比独立地选自2、3、4中的任意值或上述任意两者之间的范围值。
30、可选地，所述溶液ii中，高分子聚合物ii与乙醇和乙酸混合溶液的质量比为1：15～1：30。
31、可选地，所述溶液ii中，高分子聚合物ii与乙醇和乙酸混合溶液的质量比独立地选自1：15、1：20、1：25、1：30中的任意值或上述任意两者之间的范围值。
32、可选地，所述钛源选自异丙醇钛、钛酸四丁酯、二氧化钛中的至少一种。
33、可选地，所述壳层溶液中，所述钛源的质量浓度为10％～30％，以钛离子的质量计。
34、可选地，所述壳层溶液中，所述钛源的质量浓度独立地选自10％、20％、30％中的任意值或上述任意两者之间的范围值。
35、可选地，所述同轴纺丝的条件为：
36、工作电压为15～18kv，接收距离为17～20cm，运行时间为2～5h。
37、可选地，工作电压独立地选自15kv、16kv、17kv、18kv中的任意值或上述任意两者之间的范围值。
38、可选地，接收距离独立地选自17cm、18cm、19cm、20cm中的任意值或上述任意两者之间的范围值。
39、可选地，运行时间独立地选自2h、3h、4h、5h中的任意值或上述任意两者之间的范围值。
40、可选地，所述同轴纺丝的纺丝流速为：
41、核流体的流速为0.5～1.2ml h-1；
42、壳层流体的流速1.2～2.0ml h-1。
43、可选地，核流体的流速独立地选自0.5ml h-1、0.7ml h-1、0.9ml h-1、1.2ml h-1中的任意值或上述任意两者之间的范围值。
44、可选地，壳层流体的流速独立地选自1.2ml h-1、1.5ml h-1、1ml h-1、2.0ml h-1中的任意值或上述任意两者之间的范围值。
45、可选地，所述煅烧的温度为500～700℃。
46、可选地，所述煅烧的温度独立地选自500℃、600℃、700℃中的任意值或上述任意两者之间的范围值。
47、所述煅烧的时间为1～5h。
48、所述煅烧的时间独立地选自1h、2h、3h、4h、5h中的任意值或上述任意两者之间的范围值。
49、所述煅烧在含氧气氛条本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种改性沸石复合隔膜材料，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的改性沸石复合隔膜材料，其特征在于，
3.一种权利要求1或2所述的改性沸石复合隔膜材料的制备方法，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，
8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，
9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，
10.一种权利要求1或2所述的改性沸石复合隔膜材料作为锂硫电池隔膜材料的应用。
【技术特征摘要】
1.一种改性沸石复合隔膜材料，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的改性沸石复合隔膜材料，其特征在于，
3.一种权利要求1或2所述的改性沸石复合隔膜材料的制备方法，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，
【专利技术属性】
技术研发人员：陈忠伟，张永光，王颜，石振家，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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