【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新一代高性能绿色储能领域，具体涉及锂负极隔膜及其制备方法和应用，更具体地涉及一种剥离的二维二硫化钼纳米片修饰的锂负极及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着移动式电子设备、电动汽车的规模应用和智能电网技术的快速发展，大规模储能技术将在电力系统发展和能源变革中发挥重要作用。未来的电动汽车需要更高的续航里程、更快的充电速度及寿命更长的电池。锂硫电池理论放电比容量高，能量密度大，是理想的下一代储能体系之一。然而硫正极中的多硫化物穿梭效应和锂金属负极上锂枝晶的不可控生长严重制约了锂硫电池的实际应用。
2、当前由于大多数材料的兼容性差，对锂硫电池中关键问题的解决往往是孤立的，很难同步实现正负极的双向调控。锂金属负极改性主要集中在人工电极电解质界面(sei)和亲锂骨架的设计两个方面，但这两个方面都很难实现规模化生产，极大制约了锂金属电池的实用性。值得注意的是，在锂金属电池系统中，因其会涉及多电子反应路径，隔膜除了在避免正负极短路、维持正负极之间离子通道之外，还可以通过多功能化发挥更大的作用，因此针对锂金属电池中所用的隔膜，研究者也做出了很多创新性的工作，例如《先进能源材料》(advanced energy materials.2018，8，1802130)报道了以hkust-1纳米粒子为装配单元，以聚(偏二氟乙烯-co-六氟丙烯)(pvdf-hfp)为粘结剂制备的mof@pvdf-hfp电池隔膜。mof颗粒的高度均匀的孔径使得穿梭效应被彻底抑制。但这种隔膜的厚度和面密度都远大于普通隔膜，而且不导电的mof难以缓解正
3、现有技术公开对正负极中间的隔膜进行修饰，虽然其可以起到抑制多硫化物的穿梭效应，但是锂金属负极上锂枝晶的不可控生长不能起到有效的控制作用，因此，很难同步实现对正负极的双向调控。因此，到目前为止，尚未有报道一种能够低成本且简单快速地实现锂硫电池正负极的调控策略，这种现状极大地阻碍了锂硫电池新一代储能体系的实用化进展。
技术实现思路
1、针对现有技术的改进需求，本专利技术提供了一种剥离的二维二硫化钼纳米片修饰的锂负极及其制备方法和应用，其目的在于解决锂硫电池中负极锂枝晶生长问题以及多硫化物穿梭效应，剥离的二维二硫化钼纳米片能调控锂离子的均匀沉积，稳定电极电解质界面，同时二硫化钼纳米片能有效阻挡多硫化物向负极的迁移，增强活性物质的化学吸附和再利用能力，极大地提高锂硫电池的安全性和循环寿命。
2、根据本专利技术的第一方面，提供一种剥离的二维二硫化钼纳米片修饰的锂负极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3、(1)将二硫化钼粉末加入到正丁基锂溶液中，混匀后进行过滤，保留上清液，向上清液中加入极性溶剂，以形成胶体二硫化钼；
4、(2)将胶体二硫化钼加入到水中，超声后得到剥离的二硫化钼(emos2)分散液，用乙醇或去离子水稀释该分散液，然后抽滤在聚丙烯隔膜上，形成剥离的二硫化钼负载聚丙烯复合膜(emos2@pp)；
5、(3)干燥步骤(2)得到的复合膜后，将含有剥离的二硫化钼的一面贴合在金属锂上，利用辊压技术，将剥离的二硫化钼转移到金属锂表面，再将聚丙烯移除，从而获得剥离的二硫化钼纳米片修饰的锂负极(emos2@li)。
6、优选地，步骤(1)中，所述极性溶剂为正己烷、乙醚、四氢呋喃、二甲基亚硫酰胺和环己烷中的一种或多种。
7、优选地，步骤(1)中所述二硫化钼粉末与正丁基锂溶液的质量体积比为50～200mg/ml。
8、优选地，步骤(1)中，通过搅拌进行混匀，所述搅拌的时间为24～36h，搅拌温度为40～60℃。
9、优选地，步骤(2)中，所述超声的时间为1～3h。
10、优选地，步骤(3)中所述干燥为先空气中干燥6～8小时，然后真空干燥6～8小时。
11、根据本专利技术另一方面，提供一种剥离的二维二硫化钼纳米片修饰的锂负极的制备方法制备得到的锂负极。
12、根据本专利技术另一方面，提供一种锂硫电池，包括碳硫正极，还包括所述的锂负极(emos2@li)，中间隔膜，以及电解液。
13、优选地，所述中间隔膜制备方法为：(1)将二硫化钼粉末加入到正丁基锂溶液中，混匀后进行过滤，保留上清液，向上清液中加入极性溶剂，以形成胶体二硫化钼；(2)将胶体二硫化钼加入到水中，超声后得到剥离的二硫化钼分散液，用乙醇或去离子水稀释该分散液，然后抽滤在聚丙烯隔膜上，形成剥离的二硫化钼负载聚丙烯复合膜(emos2@pp)。
14、根据本专利技术另一方面，提供一种所述的锂负极的应用，将所述锂负极用作锂硫电池的负极。
15、总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
16、(1)本专利技术的emos2纳米片材料展现出均匀、连续且平整的二维层状结构，具备优良的电催化作用，能够加速多硫化物的吸附和转化，使多硫化物停留在正极处；其次，emos2具备良好的导电性能，能够促进电子传输，有助于电化学反应的进行，从而有助于阻止多硫化物向负极的迁移，并且，emos2纳米片能够有效降低负极锂离子的成核过电势，从而促使其均匀沉积，并抑制潜在枝晶向正极的生长。
17、(2)本专利技术的emos2纳米含有丰富的1t金属相和空位结构，作为emos2@li，能有效调控负极侧锂离子的沉积，抑制锂枝晶生长和锂析出等副反应，减少热失控等安全隐患，提高锂硫电池安全性和循环寿命；作为中间隔膜emos2@pp，二维二硫化钼片层结构能有效阻挡多硫化物向负极的迁移，增强活性物质的化学吸附和再利用能力，极大提高锂硫电池的循环寿命。本专利技术创造性地将emos2纳米片负载在锂负极(emos2@li)上，以对负极进行修饰，抑制了锂枝晶的产生，实现了锂离子的均匀沉积和可逆剥离。
18、(3)本专利技术方法得到的emos2纳米片薄且质量轻,与传统的碳层相比，不会额外增加隔膜和锂负极的厚度和重量，有利于提升整个电池体系的能量密度。
19、(4)本专利技术生产的emos2产量高，时间周期短，可以连续产出，且工艺简单，兼容性强。
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1.一种剥离的二维二硫化钼纳米片修饰的锂负极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种剥离的二维二硫化钼纳米片修饰的锂负极的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述极性溶剂为正己烷、乙醚、四氢呋喃、二甲基亚硫酰胺和环己烷中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的一种剥离的二维二硫化钼纳米片修饰的锂负极的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述二硫化钼粉末与正丁基锂溶液的质量体积比为50～200mg/ml。
4.如权利要求1所述的一种剥离的二维二硫化钼纳米片修饰的锂负极的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，通过搅拌进行混匀，所述搅拌的时间为24～36h，搅拌温度为40～60℃。
5.如权利要求1所述的一种剥离的二维二硫化钼纳米片修饰的锂负极的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述超声的时间为1～3h。
6.如权利要求1所述的一种剥离的二维二硫化钼纳米片修饰的锂负极的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述干燥为先空气中干燥6～8小时，然后真空干燥6～8小时。
7.如权利要求1-6中任意一项所
8.一种锂硫电池，其特征在于，包括碳硫正极，还包括如权利要求7所述的锂负极，中间隔膜，以及电解液。
9.如权利要求8所述的一种锂硫电池，其特征在于，所述中间隔膜制备方法为：(1)将二硫化钼粉末加入到正丁基锂溶液中，混匀后进行过滤，保留上清液，向上清液中加入极性溶剂，以形成胶体二硫化钼；(2)将胶体二硫化钼加入到水中，超声后得到剥离的二硫化钼分散液，用乙醇或去离子水稀释该分散液，然后抽滤在聚丙烯隔膜上，形成剥离的二硫化钼负载聚丙烯复合膜。
10.如权利要求7所述的锂负极的应用，其特征在于，将所述锂负极用作锂硫电池的负极。
...【技术特征摘要】
1.一种剥离的二维二硫化钼纳米片修饰的锂负极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种剥离的二维二硫化钼纳米片修饰的锂负极的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述极性溶剂为正己烷、乙醚、四氢呋喃、二甲基亚硫酰胺和环己烷中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的一种剥离的二维二硫化钼纳米片修饰的锂负极的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述二硫化钼粉末与正丁基锂溶液的质量体积比为50～200mg/ml。
4.如权利要求1所述的一种剥离的二维二硫化钼纳米片修饰的锂负极的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，通过搅拌进行混匀，所述搅拌的时间为24～36h，搅拌温度为40～60℃。
5.如权利要求1所述的一种剥离的二维二硫化钼纳米片修饰的锂负极的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述超声的时间为1～3h。
6.如权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：王得丽，程锦国，滕万明，刘宏芳，
申请(专利权)人：江西科星储能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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