一种锂硫电池用功能性隔膜及其制备方法和在锂硫电池中的应用

摘要

本发明涉及一种锂硫电池用功能性隔膜及其制备方法和应用，属于电化学技术领域。本发明的功能性隔膜由聚合物隔膜基体及涂覆在所述聚合物隔膜基体一侧表面的功能性修饰层组成；其中：所述功能性修饰层包括粘结剂、导电碳材料和树状支化大分子。本发明的粘结剂粘合能力好，稳定性高；所述导电碳材料具有很高的电子传导速率，可以提高活性物质的利用率、极大降低电池的内部阻抗；所述树状支化大分子含有较多有机官能团，对循环过程中硫正极区域生成的多硫化物有化学吸附作用，碳材料对溶解的多硫化物有物理吸附作用，从而有效抑制了锂硫电池中的“穿梭效应”。因此，使用本发明中所述的功能性隔膜制备的锂硫电池表现出优异的循环性能和倍率性能。

权利要求

1.一种锂硫电池用功能性隔膜，其特征在于：所述功能性隔膜包括：聚合物隔膜基体及涂覆在所述聚合物隔膜基体一侧表面的功能性修饰层，所述功能性修饰层的厚度为10～

100 μm；所述的功能性修饰层材料包括导电碳材料、树状支化大分子和粘结剂，所述导电碳材料、树状支化大分子和粘结剂的质量比为1～10：1～10：1～10；所述树状支化大分子采用聚酰胺-胺型树枝状高分子PAMAM；所述导电碳材料为碳纳米管；其中：所述锂硫电池用功能性隔膜采用下述方法制得，步骤如下：（1）称取适量导电碳材料碳纳米管，倒入氢氧化钠溶液中，充分搅拌均匀后形成悬浊液；

（2）将步骤（1）所述悬浊液转移到水热反应釜中，加热至100～200℃，恒温反应1～20h，自然冷却至室温，然后用去离子水将固体沉淀水洗至中性，真空干燥1～20h，得到羟基化的CNTs，即CNTs-OH；

（3）按比例将树状支化大分子PAMAM和步骤（2）制得的CNTs-OH混合，然后依次加入去离子水和浓硫酸，搅拌1～20h，水洗至中性，干燥后得到黑色固体，研磨成粉末状，得到CNTs-OH- P材料；

（4）取步骤（3）获得的CNTs-OH- P材料与粘结剂按比例研磨成浆料，然后涂覆在聚合物隔膜基体一侧表面，烘干，铳成隔膜，即制得所述锂硫电池用功能性隔膜。

2.根据权利要求1所述的锂硫电池用功能性隔膜，其特征在于：所述粘结剂为聚偏氟乙烯、聚环氧乙烯、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素、丁苯橡胶、丙烯腈多元共聚物中的任一种或多种。

3.根据权利要求2所述的锂硫电池用功能性隔膜，其特征在于：所述粘结剂为聚偏氟乙烯，所述聚偏氟乙烯采用N-甲基吡咯烷酮（NMP）进行溶剂溶解分散。

4.权利要求1～3任一项所述的锂硫电池用功能性隔膜的制备方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：（1）称取适量导电碳材料碳纳米管，倒入氢氧化钠溶液中，充分搅拌均匀后形成悬浊液；

（2）将步骤（1）所述悬浊液转移到水热反应釜中，加热至100～200℃，恒温反应1～20h，自然冷却至室温，然后用去离子水将固体沉淀水洗至中性，真空干燥1～20h，得到羟基化的CNTs，即CNTs-OH；

（3）按比例将树状支化大分子PAMAM和步骤（2）制得的CNTs-OH混合，然后依次加入去离子水和浓硫酸，搅拌1～20h，水洗至中性，干燥后得到黑色固体，研磨成粉末状，得到CNTs-OH- P材料；

（4）取步骤（3）获得的CNTs-OH- P材料与粘结剂按比例研磨成浆料，然后涂覆在聚合物隔膜基体一侧表面，烘干，铳成隔膜，即制得所述锂硫电池用功能性隔膜。

5.权利要求1～3任一项所述的锂硫电池用功能性隔膜在锂硫电池中的应用。

6.一种锂硫电池，其特征在于：所述锂硫电池包括硫/碳复合材料正极、金属锂负极、电解液和隔膜，其中：所述隔膜为权利要求1～3任一项所述的锂硫电池用功能性隔膜。

说明书

一种锂硫电池用功能性隔膜及其制备方法和在锂硫电池中的

应用

技术领域

[0001] 本发明涉及电化学技术领域，尤其涉及一种锂硫电池用功能性隔膜、其制备方法及由所述锂硫电池用功能性隔膜组装的锂硫电池。

背景技术

[0002] 随着经济的快速增长，人们对能量的需求日益剧增。目前，不可再生能源消耗引发的环境污染问题迫在眉睫。因此，对可再生能源有效转化及储存成为当前的研究热点。

[0003] 二次电池是储存电能最方便、可行的方法之一。锂硫电池是以硫为正极、金属锂为负极而构成的二次储能电源。锂硫电池利用金属锂与硫之间的氧化还原过程，通过S-S键的断裂与生成以及电子转移实现化学能与电能之间的相互转换。硫的理论比容量为1675mAh/g，是地壳中最丰富的元素之一，价格低廉、无毒且对环境友好。锂硫电池有高达2600Wh·kg-1的理论能量密度，是传统锂离子电池的3～5倍，被认为是一种理想的下一代储能器件。

[0004] 锂硫电池在循环过程中形成的多硫化物中间体在正极和负极之间自由扩散是导致锂硫电池低库伦效率以及循环稳定性差的主要因素之一。电解液中多硫化物的溶解和扩散会显著降低锂硫电池的充放电比容量，从而影响电池的循环性能。溶解的多硫化物会通过隔膜从硫正极迁移到锂负极，同金属锂发生化学反应，导致活性物质的损失、金属锂的腐蚀和自放电现象的产生。在充电时，当长链多硫离子扩散进入负极区后会被还原成短链多硫离子，一部分短链多硫离子重新迁移回正极区再次被氧化为长链多硫离子而形成“穿梭效应”；另一部分在金属锂负极区表面被过度还原为溶解度低的Li2S2和不溶的Li2S而沉积在金属锂表面。“穿梭效应”是锂硫电池的特殊之处，是造成锂硫电池容量衰减的主要原因之一，在循环期间降低系统充放电能力，降低库伦效率；在静置期间导致严重自放电，使得锂硫电池的应用价值大打折扣。

[0005] 为了解决上述这些问题，近年来国内外的研究工作主要集中优化电解质体系、保护负极和改性正极材料这三个方面：(1)优化电解质体系，例如在醚类电解液中加入硝酸锂等添加剂可以很好地抑制“穿梭效应”的发生，从而提高电池的库伦效率；(2)保护金属锂负极，通过在负极锂表面镀上一层保护膜等方式将锂与多硫化物隔离，抑制硫及多硫化物与金属锂的自放电消耗，进而改善电池的循环稳定性，但是后来发现，随着充放电进行，保护膜的结构逐渐破坏，电池的库伦效率逐渐降低，容量衰减严重；(3)对正极材料进行改性，例如制备硫与其他物质的复合材料作为正极材料，但复杂的多孔碳结构制备工艺复杂，孔径难以调控，碳材料的多孔结构对多硫化物的吸附能力有限，难以制备高载硫量的复合正极材料。概括而言，这些技术能在一定程度上提高硫的利用率，对电池性能的改善效果有限，但未能从根本上解决多硫化物溶解穿梭的问题，电池性能仍然有待提高。

[0006] 基于上述分析，本发明以锂硫电池隔膜作为研究对象，通过在商用电池用隔膜表面附着一层功能性修饰层，能够对溶解的多硫化物产生物理和化学吸附作用，有效抑制“穿梭效应”，以提高锂硫电池的容量性能与循环性能。

发明内容

[0007] 本发明的目的在于提供一种锂硫电池用功能性隔膜及其制备方法和在锂硫电池中的应用。本发明提供的锂硫电池用功能性隔膜能够有效抑制多硫化物在正负极之间的迁移扩散，提高对活性物质的利用率，对锂硫电池的高容量特性、长循环寿命以及稳定性能有着明显的优化作用。

[0008] 本发明上述第一个目的在于提供一种锂硫电池用功能性隔膜，所述功能性隔膜包括：聚合物隔膜基体及涂覆在所述聚合物隔膜基体一侧表面的功能性修饰层，所述功能性修饰层的厚度为10～100μm。

[0009] 进一步地，上述技术方案中所述功能性修饰层的厚度优选为10～40μm。

[0010] 进一步地，上述技术方案中所述的功能性修饰层材料包括导电碳材料、树状支化大分子和粘结剂，其中：所述导电碳材料、树状支化大分子和粘结剂的质量比为1～10：1～10：1～10。

[0011] 更进一步地，上述技术方案中所述导电碳材料为乙炔黑(Acetylene Black)、碳纤维(VGCF)、碳纳米管(CNTs)、科琴黑(KetjenblackEC300J、KetjenblackEC600JD、Carbon ECP、Carbon ECP600JD)、导电炭黑(Super P/350G)等导电碳材料中的任一种或多种。

[0012] 优选地，上述技术方案中所述导电碳材料为碳纳米管。

[0013] 更进一步地，上述技术方案中所述树状支化大分子具有高官能团度、球形对称三维结构以及分子间和分子内不发生链缠结等结构特点，具有粘度低、活性高、可控制的表面基团及化学稳定性，所述树状支化大分子优选采用聚酰胺-胺型树枝状高分子(PAMAM)。

[0014] 更进一步地，上述技术方案中所述粘结剂可以为聚偏氟乙烯(PVDF)、聚环氧乙烯(PEO)、聚四氟乙烯(PTFE)、羧甲基纤维素(CMC)、丁苯橡胶(SBR)、丙烯腈多元共聚物(LA132/LA133)、明胶等粘结剂中的任一种或多种。

[0015] 优选地，上述技术方案中所述粘结剂为聚偏氟乙烯(PVDF)，所述聚偏氟乙烯优选采用N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂进行溶解分散。

[0016] 更进一步地，上述技术方案中所述聚合物隔膜基体为常见锂硫电池用隔膜，具体为陶瓷隔膜、聚乙烯隔膜(PE)、聚丙烯隔膜(PP)、聚酯膜(PET)、聚酰胺膜(PA)、聚酰亚胺膜(PI)、Celgard 2500、Celgard 2400、Celgard 2340、纤维素隔膜、氨纶、芳纶膜中的任一种。

[0017] 优选地，上述技术方案中所述聚合物隔膜基体为聚乙烯隔膜(PE)。

[0018] 本发明的第二个目的在于提供上述所述锂硫电池用功能性隔膜的制备方法，所述方法包括如下步骤：

[0019] (1)称取适量导电碳材料，倒入氢氧化钠溶液中，充分搅拌均匀后形成悬浊液；

[0020] (2)将步骤(1)所述悬浊液转移到水热反应釜中，加热至100～200℃，恒温反应1～20h，自然冷却至室温，然后用去离子水将固体沉淀水洗至中性，真空干燥1～20h，得到羟基化的CNTs(CNTs-OH)；

[0021] (3)按比例将树状支化大分子和步骤(2)制得的CNTs-OH混合，然后依次加入去离子水和浓硫酸，搅拌1～20h，水洗至中性，干燥后得到黑色固体，研磨成粉末状，得到CNTs-OH-P材料；

[0022] (4)取步骤(3)获得的CNTs-OH-P材料与粘结剂按比例研磨成浆料，然后涂覆在聚合物隔膜基体一侧表面，烘干，铳成隔膜，即制得所述锂硫电池用功能性隔膜。

[0023] 进一步地，上述技术方案中所述导电碳材料、树状支化大分子和粘结剂的质量比为1～10：1～10：1～10。

[0024] 本发明的第三个目的在于提供上述方法制得的锂硫电池用功能性隔膜的应用，所述隔膜可应用于锂硫电池。

[0025] 一种锂硫电池，包括硫/碳复合材料正极、金属锂负极、电解液和隔膜，其中：所述隔膜为本发明上述所述锂硫电池用功能性隔膜。

[0026] 进一步地，上述技术方案所述锂硫电池用功能性隔膜中的功能性修饰层一侧朝向锂硫电池正极材料。

[0027] 进一步地，上述技术方案中所述硫/碳复合材料正极由升华硫和导电碳材料组成。

[0028] 进一步地，上述技术方案中所述电解液的制备方法如下：将浓度为1.0M的二(三氟甲基磺酰)亚胺锂溶解于体积比为1：1的1,3二氧戊烷、四甘醇二甲醚混合液中，然后添加质量分数为1wt％的无水LiNO3，混合均匀后制得。

[0029] 更进一步地，上述技术方案中所述的正极材料采用如下方法制备而成，包括如下步骤：

[0030] a.将升华硫和导电碳材料按比例混合均匀后研磨，得到研磨混合物；

[0031] b.将步骤(a)得到的研磨混合物置于烘箱中，干燥2～12h，然后转移至充满惰性气体的水热反应釜中，再将反应釜置于真空烘干箱中，在100～200℃条件下热处理2～12h，制得硫/碳复合材料；

[0032] c.将步骤(b)制得的硫/碳复合材料与导电碳材料、粘结剂按比例混合均匀后，加入分散剂，充分研磨均匀后得到涂层浆料，然后将所述浆料均匀涂覆于铝箔表面，恒温干燥后即制得锂硫电池正极。

[0033] 与现有技术相比，本发明的一种锂硫电池用功能性隔膜及其制备方法和在锂硫电池中的应用具有如下有益效果：

[0034] (1)本发明所述的粘结剂粘合能力好，稳定性高，制备的功能性隔膜质量轻，柔韧性好，具有一定的机械强度；所述的导电碳材料具有很高的电子传导速率，可以提高活性物质的利用率，同时极大的降低电池的内部阻抗，减小极化，从而减少电池的能量损失；所述树状支化大分子含有较多有机官能团，对循环过程中硫正极区域生成的多硫化物有化学吸附作用，同时碳材料对溶解的多硫化物有物理吸附作用，从而有效抑制了锂硫电池中的“穿梭效应”。

[0035] (2)本发明的锂硫电池用功能性隔膜，其功能性修饰层含有高导电性的CNTs和较多有机官能团，不仅能够吸附正极在循环过程中产生的中间产物多硫化物，而且还能促进沉积在正极表面的多硫化物与硫的电化学反应，从而改善锂硫电池的循环性能。

[0036] (3)本发明通过采用CNTs-OH-P修饰的功能性隔膜组装的锂硫电池，其循环稳定性和倍率性能得到了极大的提高，且本发明的功能性隔膜制备工艺简单，易操作，有利于工业化生产。

附图说明

[0037] 图1为本发明中分别采用实施例1、对比例1和对比例2所制的锂硫电池在0.5C(1C＝1675mAh·g-1)倍率下的首次充放电曲线对比图。

[0038] 图2为本发明中分别采用实施例1、对比例1和对比例2所制备的锂硫电池在0.5C倍率下的循环性能对比图。

[0039] 图3为本发明中分别采用实施例1、对比例1和对比例2所制备的锂硫电池在0.5C倍率下循环50圈后的阻抗对比图。

具体实施方式

[0040] 下面通过具体的实施例和附图对本发明的实施案例作详细说明。本实施案例在本发明技术方案的前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施案例。

[0041] 根据本申请包含的信息，对于本领域技术人员来说可以轻而易举地对本发明的精确描述进行各种改变，而不会偏离所附权利要求的精神和范围。应该理解，本发明所描述的实施例为本发明优选的实施方案，并不是全部的实施例。基于以下所描述的实施例，本领域技术人员在没有做出显而易见的创新之前所获得的其他实施例，都在本发明权利要求的保护范围之内。

[0042] 为了更好地理解本发明而不是限制本发明的范围，在本申请中所用的表示用量、百分比的所有数字、以及其他数值，在所有情况下都应理解为以词语“大约”所修饰。因此，除非特别说明，否则在说明书和所附权利要求书中所列出的数字参数都是近似值，其可能会根据试图获得的理想性质的不同而加以改变。各个数字参数至少应被看作是根据所报告的有效数字和通过常规的四舍五入方法而获得的。

[0043] 下面所述实施例中所用试剂和材料，均可在市场上购得。

[0044] 实施例1

[0045] 制备含有功能性隔膜的锂硫电池：

[0046] (一)称取4.0g升华硫和1.0g导电炭黑Super P置于研钵中，待升华硫和导电炭材料充分研磨混合后，将所得硫/碳混合物先在烘箱中干燥4h，然后在手套箱内将混合物转移至充满惰性气体的水热反应釜中，在真空干燥箱中于100～200℃热处理2～12h，即制得硫/碳复合材料，将所制得的产物命名为S/C。

[0047] (二)将上述制备好的S/C复合材料与导电炭黑Super P和粘结剂PVDF按照质量比7:2:1混合于研钵中，N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶液为分散剂，充分研磨使混料均匀，然后用刮刀涂膜法将所述涂层浆料涂覆于事先裁好的铝箔表面制成硫电极片，于60℃恒温干燥箱中干燥4h备用。

[0048] (三)称取2g CNTs，放入事先倒入80mL的1～5M NaOH溶液的烧杯中，将烧杯置于磁力搅拌器上搅拌1～5h，然后将充分搅拌好的悬浊液转移到100mL水热反应釜中，在真空干燥箱中100～200℃下热处理2～12h。

[0049] (四)自然降温后，从干燥箱中取出反应釜，得到的固体先用去离子水水洗至中性，然后真空干燥2～12h，得到羟基化的CNTs材料，将所制得的产物命名为CNTs-OH；

[0050] (五)取0.1～1g PAMAM和0.1～1g上述的CNTs-OH置于烧杯中，先后分别加入200mL去离子水和10mL浓H2SO4，然后将烧杯放在磁力搅拌器上搅拌2～12h后，水洗至中性，于60℃恒温干燥箱中干燥4h得到黑色固体，研磨成粉末状，将其命名为CNTs-OH-P，即通过酯化反应在CNTs-OH表面接枝聚酰胺-胺型树枝状高分子PAMAM；

[0051] (六)取上述材料CNTs-OH-P与粘结剂PVDF按质量比9：1置于研钵中，N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶液为分散剂，充分研磨成涂层浆料，用刮刀涂膜法将涂层浆料涂覆在聚乙烯膜PE上，于60℃恒温干燥箱中干燥4h，随后取出铳成直径为19mm的圆形隔膜，所得即为锂硫电池用功能性修饰隔膜，将所制得的锂硫电池用功能性修饰隔膜命名为ECP。

[0052] (七)以上述制备的硫电极片为正极、上述制备的附着有功能性修饰层的ECP隔膜为电池隔膜、金属锂片为负极、电解液为1.0M的二(三氟甲基磺酰)亚胺锂溶解于体积比为1:1的1,3二氧戊烷和四甘醇二甲醚所配的混合液，添加质量分数为1wt％的无水LiNO3，在无水厌氧(H2O<0.1ppm,O2<0.1ppm)手套箱中按照相应顺序组装CR2025型纽扣电池，将所制得的纽扣电池命名为S/ECP/Li纽扣电池。

[0053] (八)采用LandCT2001A电池测试系统和CHI760E电化学工作站在室温条件下测试上述组装的S/ECP/Li纽扣电池的充放电性能，充放电终止电压范围为1.7～2.8V。

[0054] 对比例1

[0055] 制备不含有功能性隔膜的锂硫电池：

[0056] (一)取碳纳米管CNT与粘结剂PVDF按质量比9:1置于研钵中，N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶液为分散剂，充分研磨成涂层浆料，用刮刀涂膜法将涂层浆料涂覆在聚乙烯膜PE上，于60℃恒温干燥箱中干燥4h，随后取出铳成直径为19mm的圆形隔膜，将所制得的隔膜命名为EC隔膜。

[0057] (二)以实施例1中第(2)步制备的硫电极片为正极、上述制备的EC隔膜为电池隔膜、金属锂片为负极、电解液为1.0M的二(三氟甲基磺酰)亚胺锂溶解于体积比为1:1的1,3二氧戊烷和四甘醇二甲醚所配的混合液，添加质量分数为1wt％的无水LiNO3，在无水厌氧(H2O<0.1ppm,O2<0.1ppm)手套箱中按照相应顺序组装CR2025型纽扣电池，将所制得的纽扣电池命名为S/EC/Li纽扣电池。

[0058] (三)采用LandCT2001A电池测试系统测试上述组装的S/EC/Li纽扣电池的充放电性能，充放电终止电压范围为1.7～2.8V。

[0059] 对比例2

[0060] 制备含有一般电池用隔膜的锂硫电池：

[0061] (一)以实施例1中第(2)步制备的硫电极片为正极、聚乙烯膜PE为电池隔膜、金属锂片为负极、电解液为1.0M的二(三氟甲基磺酰)亚胺锂溶解于体积比为1：1的1,3二氧戊烷和四甘醇二甲醚所配的混合液，添加质量分数为1wt％的无水LiNO3，在无水厌氧(H2O<0.1ppm,O2<0.1ppm)手套箱中按照相应顺序组装CR2025型纽扣电池，即原始隔膜电池，将所制得的纽扣电池命名为S/PE/Li电池。

[0062] (二)采用LandCT2001A电池测试系统和CHI760E电化学工作站在室温条件下测试上述组装的S/PE/Li纽扣电池的充放电性能，充放电终止电压范围为1.7～2.8V。

[0063] 图1为本发明中分别采用实施例1、对比例1和对比例2所制的锂硫电池在0.5C倍率下的首周充放电曲线对比图。锂硫电池放电曲线的形式取决于聚硫离子的存在形态，S/ECP/Li电池、S/EC/Li电池和S/PE/Li电池都具有两个典型的放电平台，高电压平台和低电压平台一般分别在2.3V和2.1V左右。从图中可以看出，相比于S/EC/Li电池的充放电曲线，S/ECP/Li电池的充放电曲线之间更接近，而S/PE/Li电池的充放电曲线相隔最远，说明S/ECP/Li电池的极化情况比S/EC/Li电池小，S/PE/Li电池的极化最大，表明S/ECP/Li电池中的ECP隔膜即本发明中的功能性隔膜能够极大地降低电池的内部阻抗，减小极化，从而减少电池的能量损失。

[0064] 图2为本发明中分别采用实施例1、对比例1和对比例2所制备的锂硫电池在0.5C倍率下的循环性能图。S/ECP/Li电池、S/EC/Li电池和S/PE/Li电池的首周放电比容量分别为982mAh·g-1，796.9mAh·g-1，567.8mAh·g-1，经过300次循环后，三类电池的放电比容量分别为852.3mAh·g-1，501.6mAh·g-1，340.5mAh·g-1。从图中可以看出S/ECP/Li电池的比容量和循环稳定性最好，虽然S/EC/Li电池的循环稳定性较好，但是和S/ECP/Li电池相比，S/EC/Li电池的比容量低得多，S/PE/Li电池不仅放电比容量很低，而且随着循环次数的增加，放电比容量衰减十分严重。另外，S/ECP/Li电池经过300次循环后，衰减了129.7mAh·g-1，容量保持率仍然高达86.79％，容量衰减率只有0.044％，而S/EC/Li电池经过300次循环后，衰减了295.3mAh·g-1，电池比容量为原来的62.94％，容量衰减率达到0.124％，S/PE/Li电池-1
经过300次循环后，衰减了227.3mAh·g ，电池比容量为原来的59.97％，容量衰减率达到
0.133％，说明S/ECP/Li电池中的ECP隔膜不仅能够有效吸附循环过程中正极区域生成的中间产物多硫化锂，而且还能促进沉积的多硫化锂与活性物质之间的的电化学反应，从而提高电池的放电比容量，改善锂硫电池的循环性能。

[0065] 图3为本发明中分别采用实施例1、对比例1、对比例2所制备的锂硫电池在循环50圈后的交流阻抗对比图(0.01～100000Hz)。锂硫电池的交流阻抗曲线是由高频区的圆弧和低频区的直线组成。高频区的半圆直径越小，锂硫电池的电阻越低，相反，高频区的半圆直径越大，电阻越高。由图3可以看出，用纯PE隔膜制备的锂硫电池S/PE/Li电池内阻最大，其次是使用EC隔膜制备的电池S/EC/Li，其电池内阻大幅度减小，而采用功能性隔膜CNT-OH-P组装的锂硫电池S/ECP/Li的电池内阻最小，说明ECP隔膜能够提高活性物质的导电性，既不影响Li+的传输，又能起到集流体的作用，提高电子传输速度。

[0066] 综上所述，本发明提供了一种表面附着有羟基化的导电碳纳米管CNTs和聚酰胺-胺型树枝状高分子PAMAM的锂硫电池用功能性隔膜。本发明提供的电池隔膜中的功能性修饰层中由于含有导电材料碳纳米管CNTs和聚酰胺-胺型树枝状高分子PAMAM，不仅提高了活性物质的导电性，降低了电池内部阻抗，减小极化，提高了活性物质的利用率，还能有效吸附中间产物多硫化锂，抑制多硫化锂在正负极之间的迁移扩散，从而有效抑制锂硫电池的“穿梭效应”，同时促进沉积的多硫化锂与硫正极之间的的电化学反应，从而提高电池的放电比容量和循环性能。