一种锂硫电池的功能性隔膜及其制备方法

摘要

本发明公开了一种锂硫电池的功能性隔膜及其制备方法，属于材料化学领域。本发明以BC作为隔膜基材，首先通过发泡制孔改性制备得到PBC隔膜，然后在其表面抽滤得到的少层Ti3C2Tx水分散液，最后通过磁控溅射将SnS2均匀沉积在Ti3C2Tx‑PBC隔膜表面，即获得Ti3C2Tx/SnS2‑PBC复合隔膜。本发明利用PBC膜的高热机械性能等避免了隔膜因机械故障和热失控造成的安全问题；协同Ti3C2Tx的‑OH、‑F、‑O和SnS2的硫空位缺陷能够化学吸附并快速捕获多硫化物，阻碍多硫化物的穿梭作用，减少硫单质的大量流失，最终能够获得循环稳定、寿命长的高性能锂硫电池。

权利要求

1.一种Ti3C2Tx/SnS2‑PBC功能性复合隔膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：第一步：制备发泡多孔细菌纤维素隔膜：

将偶氮二甲酰胺和氢氧化钠溶解于水中，然后再加入吐温‑80，搅拌均匀后得到发泡溶液，将细菌纤维素膜浸渍于发泡溶液中，加热处理，洗涤、冷冻干燥、压辊压制成发泡多孔细菌纤维素隔膜，即PBC隔膜；发泡制孔的加热温度为50‑70℃，处理时间为20‑60min；

第二步：制备少层Ti3C2Tx水分散液：

将氟化锂溶解于盐酸溶液中，搅拌均匀后加入Ti3AlC2材料，在一定温度下搅拌，对Ti3AlC2材料中的Al层进行刻蚀，随后将混合物离心并洗涤，之后在沉淀物中加入二甲基亚砜搅拌12‑24小时进行插层处理，随后再次将混合物离心并用水洗去除残余的二甲基亚砜，将所得Ti3C2Tx沉淀倒入水中，在惰性气氛保护下低温超声处理，固液分离后以获得少层Ti3C2Tx水分散液；低温超声的温度为0‑2℃，处理时间为1‑4h；

第三步：制备Ti3C2Tx‑PBC隔膜：

将Ti3C2Tx水分散体在低温下超声一段时间，利用真空过滤将其抽滤在第一步获得的PBC隔膜表面，在真空下干燥后，并将其压制成Ti3C2Tx‑PBC隔膜；低温超声的温度为0‑2℃，处理时间为10‑30分钟；

第四步：制备Ti3C2Tx/SnS2‑PBC复合隔膜：

将第三步获得的Ti3C2Tx‑PBC隔膜和SnS2靶材固定在磁控溅射设备的真空舱体内，在一定工作气压和射频状态下磁控溅射10‑60分钟使SnS2均匀沉积在Ti3C2Tx‑PBC隔膜表面，以‑4 ‑4获得Ti3C2Tx/SnS2‑PBC复合隔膜；磁控溅射设备的真空舱体的真空度为6×10 ‑7×10 Pa，射频功率为30‑50W，溅射的SnS2沉积层厚度为30‑200nm。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，第一步中，所述发泡溶液中，所述偶氮二甲酰胺的浓度为15‑25g/L，所述的氢氧化钠的浓度为10‑32g/L，所述的吐温‑80的浓度为

0.25‑0.5％。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，第二步中，所述的刻蚀温度为30‑40℃，刻蚀时间为36‑48小时。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，第四步中，所述的磁控溅射设备的真空舱体的工作气压为2‑4Pa。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，第四步中，所述溅射的SnS2沉积层厚度为50‑150nm。

6.根据权利要求1～5任一项所述的制备方法制备得到的Ti3C2Tx/SnS2‑PBC复合隔膜。

7.包含权利要求6所述的Ti3C2Tx/SnS2‑PBC复合隔膜的锂硫电池。

8.权利要求6所述的Ti3C2Tx/SnS2‑PBC复合隔膜在锂硫电池领域的应用。

说明书

一种锂硫电池的功能性隔膜及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种锂硫电池的功能性隔膜及其制备方法，属于材料化学领域。

背景技术

[0002] 现有成熟的电池系统中，LIB作为最具前途的能源密集型的商业化系统，已经广泛的使用在移动通讯、电子设备、电动汽车等方面。但是由于市场需求的日益增长，可充电能源汽车的不断普及，对电池系统的高容量和高能量密度、使用寿命和安全问题提出了更高的要求，新一代高容量电池亟需开发。

[0003] 锂硫电池由于高容量特性在众多二次电池中极具优势而从现存的电池体系中脱颖而出。硫(S8)作为锂硫电池的活性材料，通过多电子氧化还原反应提供了高理论比容量(1675mAh/g)和能量密度(2600Wh/kg)，高出锂离子电池能量密度的4倍。此外，硫物质的存量多，成本低，无毒性等特性使得锂硫电池备受青睐，成为发展高能量密度电池的最佳选择。然而由于商业聚烯烃类隔膜自身缺陷带来的多硫化物穿梭等系列难点严重阻碍了锂硫电池的商业化进程。

[0004] 当下商业化应用最广泛的烯烃类隔膜，由于其生产成本低，孔径可控性好，电化学性能比较稳定，几十年间使得锂离子电池稳步发展。但是由于这类隔膜的表面惰性对电解液较差的亲和力不利于电荷的快速传输；较差的热机械性能和热稳定性引发了诸多电池爆炸、失火的安全问题；大孔径造成严重的多硫化物穿梭问题使其成为限制锂硫电池商业化进程的最大挑战。近年来，为解决锂硫电池面临的诸多难题，科学家们在隔膜功能改性上做出巨大努力，意在解决多硫化锂的穿梭问题，加快氧化还原动力学，促进硫物质的高效利用，开发高容量和长寿命的二次电池系统。

[0005] 为了解决锂硫电池面临的问题，大量对高品质隔膜的研究不断深入。利用陶瓷颗粒(Al2O3、TiO2、SiO2等)的耐高温性对隔膜进行涂覆改性，不仅提高隔膜的耐热性，而且也增加了隔膜的力学强度，保证电池的安全使用性。然而粘合剂的使用会带来隔膜厚度增加、电池能量密度减少、涂层严重脱粉等影响锂硫电池电化学性能的严重问题。此外，利用金属氧化物(Al2O3、Co3O4、MnO2)进行改性，其极性表面能够有效的捕获多硫化锂，抑制穿梭效应的恶化、减少活性材料的流失。然而，因为金属氧化物低活性位点和低导电率，使其在催化提高氧化还原动力学过程方面却不尽人意。因此，虽然金属氧化物具有一定的多硫化物抑制效果，但对于锂硫电池活性材料的转化和利用程度不足，不能够实现获得长效稳定循环的高性能电池的目的。

发明内容

[0006] 针对现有技术的不足之处，本发明提供了一种碳化钛/二硫化锡‑多孔细菌纤维素(Ti3C2Tx/SnS2‑PBC)功能性复合隔膜及其制备方法，其隔膜是以PBC作为隔膜基材，表面沉积了Ti3C2Tx/SnS2改性层，利用PBC膜的高热机械性能、抗穿刺强力和热稳定性能，避免了隔膜因机械故障和热失控造成的安全问题；协同Ti3C2Tx的‑OH、‑F、‑O和SnS2的硫空位缺陷能够化学吸附并快速捕获多硫化物，阻碍多硫化物的穿梭作用，减少硫单质的大量流失；同时SnS2的催化活性也加快了氧化还原动力学，从而能够获得循环稳定、寿命长的高性能锂硫电池。

[0007] 本发明的第一个目的是提供一种Ti3C2Tx/SnS2‑PBC功能性复合隔膜的制备方法，所述方法包括如下步骤：

[0008] 第一步：制备发泡多孔细菌纤维素(PBC)隔膜：

[0009] 将偶氮二甲酰胺(AC)和氢氧化钠(NaOH)溶解于水中，然后再加入吐温‑80，搅拌均匀后得到发泡溶液(AC‑NaOH溶液)，将细菌纤维素(BC)膜浸渍于AC‑NaOH溶液中，加热处理，洗涤、冷冻干燥、压辊压制成PBC隔膜；

[0010] 第二步：制备少层Ti3C2Tx水分散液：

[0011] 将氟化锂(LiF)溶解于盐酸(HCl)溶液中，搅拌均匀后加入MXenes(Ti3AlC2)材料，在一定温度下搅拌，对Ti3AlC2材料中的Al层进行刻蚀，随后将混合物离心并洗涤，之后在沉淀物中加入二甲基亚砜溶液(DMSO)搅拌12‑24小时进行插层处理，随后再次将混合物离心并用水洗去除残余的DMSO，将所得Ti3C2Tx沉淀倒入水中，在惰性气氛保护下低温超声处理，固液分离后以获得少层Ti3C2Tx水分散液；

[0012] 第三步：制备Ti3C2Tx‑PBC隔膜：

[0013] 将Ti3C2Tx水分散体在低温下超声一段时间，利用真空过滤将其抽滤在第一步获得的PBC隔膜表面，在真空下干燥后，并将其压制成Ti3C2Tx‑PBC隔膜；

[0014] 第四步：制备Ti3C2Tx/SnS2‑PBC复合隔膜：

[0015] 将第三步获得的Ti3C2Tx‑PBC膜和SnS2靶材固定在磁控溅射设备的真空舱体内，在一定工作气压和射频状态下磁控溅射10‑60分钟使SnS2均匀沉积在Ti3C2Tx‑PBC隔膜表面，即获得Ti3C2Tx/SnS2‑PBC复合隔膜。

[0016] 进一步的，所述第一步中，所述AC‑NaOH溶液中，所述偶氮二甲酰胺(AC)的浓度为15‑25g/L，所述的氢氧化钠(NaOH)的浓度为10‑32g/L，所述的吐温‑80的浓度为0.25‑0.5％(v/v)。

[0017] 进一步的，所述第一步中，所述BC膜为0.5‑5mm厚，所述的发泡制孔的加热温度为50‑70℃，处理时间为20‑60min。

[0018] 进一步的，所述第二步中，所述盐酸溶液(HCl)的浓度5‑10M，氟化锂(LiF)与盐酸溶液的质量体积比为50‑100g/L，所述Ti3AlC2与氟化锂(LiF)的质量比为1:1‑3。

[0019] 进一步的，所述第二步中，所述的刻蚀温度为30‑40℃，刻蚀时间为36‑48小时。

[0020] 进一步的，所述二甲基亚砜的加入量为8‑12mL。

[0021] 进一步的，所述第二步中，所述的低温超声的温度为0‑2℃，处理时间为1‑4h；所述固液分离优选为离心，离心速度为2000‑3500rpm。

[0022] 进一步的，所述第三步中，所述的低温超声的温度为0‑2℃，处理时间优选为10‑30分钟。

[0023] 进一步的，所述第三步中，所述干燥的温度为50‑70℃。

[0024] 进一步的，所述第四步中，所述的磁控溅射设备的真空舱体的真空度为6×10‑4‑7‑4×10 Pa，所述的工作气压为2‑4Pa。

[0025] 进一步的，所述第四步中，所述射频功率为30‑50W，所述溅射的SnS2沉积层厚度为30‑200nm。

[0026] 本发明的第二个目的是提供上述制备方法制备得到的Ti3C2Tx/SnS2‑PBC复合隔膜。

[0027] 本发明的第三个目的是提供包含上述Ti3C2Tx/SnS2‑PBC复合隔膜的锂硫电池。

[0028] 本发明的第四个目的是提供上述Ti3C2Tx/SnS2‑PBC复合隔膜在锂电池领域的应用。

[0029] 与现有技术相比，本发明取得的有益效果：

[0030] (1)本发明中Ti3C2Tx/SnS2‑PBC功能性复合隔膜的制备中，利用PBC隔膜基材超高的热力学强度、高抗穿刺性能和耐高温收缩性，避免了隔膜因过充产热、外力挤压而收缩、破裂引发的电池机械故障和热失控等失火、爆炸的安全事故，创新性的利用细菌纤维素膜优异的物理特性解决了电池存在的安全隐患。

[0031] (2)本发明中使用的真空抽滤法，利用极性Ti3C2Tx中‑OH、‑F与PBC膜中羟基之间形成强的氢键结合力，以及利用磁控溅射技术沉积的SnS2层(无机颗粒与Ti3C2Tx‑PBC膜之间的结合力)，在避免利用粘结剂和不增加改性层厚度的同时，解决了现有改性层容易脱粉的共性问题。Ti3C2Tx的高极性不仅有效的捕获多硫化物，其导电性提高了离子电导率，加快锂离子的传输，同时利用SnS2的催化活性作用加快了氧化还原动力学过程，高效转化和利用活性物质，提高锂硫电池的循环稳定性、倍率性能和使用寿命。

[0032] (3)本发明采用发泡技术对细菌纤维素膜进行阔孔处理，制备具有较大孔隙的发泡三维多孔细菌纤维素PBC，解决了BC膜本身高度交织，网孔致密，对离子的传输有一定的阻碍作用，且致密的结构对后续的抽滤工作增加难度的问题，同时不会影响BC膜上的官能团。从而有效利用了PBC隔膜基材超高的热力学强度、高抗穿刺性能和耐高温收缩性等性质。

附图说明

[0033] 图1为实施例1所制备的Ti3C2Tx/SnS2‑PBC复合隔膜的扣式锂硫电池的500次循环图。

[0034] 图2为实施例1所制备的Ti3C2Tx/SnS2‑PBC复合隔膜的扣式锂硫电池的倍率性能图。

具体实施方式

[0035] 下面结合实施例对本发明作进一步的描述，但本发明的实施方式不限于此。

[0036] 实施例1：

[0037] 第一步：制备PBC隔膜：

[0038] 将3g的偶氮二甲酰胺(AC)和4g氢氧化钠(NaOH)溶解于200mL去离子水中，然后再加入0.5mL的吐温‑80，搅拌均匀后得到发泡溶液(AC‑NaOH溶液)。将BC膜浸渍AC‑NaOH溶液中，65℃下加热处理30min后得到多孔BC膜(PBC膜)，使用去离子水多次洗涤得到洁净的PBC膜。冷冻干燥24小时，并经过压辊压制成PBC隔膜。

[0039] 第二步：制备少层Ti3C2Tx水分散液：

[0040] 将1g氟化锂(LiF)溶解于20mL的9M的盐酸(HCl)溶液中，搅拌均匀后缓慢的加入1g的Ti3AlC2材料，在35℃下搅拌48h对Ti3AlC2材料中的Al层进行刻蚀。随后将混合物离心并用去离子水多次冲洗。沉淀物中加入10mL的二甲基亚砜溶液(DMSO)搅拌24小时以进行插层处理。随后再次将混合物离心并用去离子水洗去除残余的DMSO。将所得Ti3C2Tx沉淀倒入去离子水中，在Ar保护下低温超声处理2h，以3500rpm的转速离心后以获得少层Ti3C2Tx水分散液。

[0041] 第三步：制备Ti3C2Tx‑PBC隔膜：

[0042] 将Ti3C2Tx水分散体在低温下超声15分钟，利用真空过滤将其抽滤在PBC膜表面以制备Ti3C2Tx‑PBC复合隔膜，在60℃的真空下干燥12小时后，并将其压制成隔膜。

[0043] 第四步：制备Ti3C2Tx/SnS2‑PBC复合隔膜：

[0044] 将Ti3C2Tx‑PBC膜和SnS2靶材被固定在磁控溅射设备的6.6×10‑4Pa真空仓体内。在3Pa的工作气压和50W的射频状态下磁控溅射30分钟使SnS2均匀沉积在Ti3C2Tx‑PBC隔膜表面，以获得Ti3C2Tx/SnS2‑PBC复合隔膜，其中SnS2沉积层的厚度为100nm。

[0045] 实施例2

[0046] 第一步：制备PBC隔膜：

[0047] 将3g的偶氮二甲酰胺(AC)和2g氢氧化钠(NaOH)溶解于200mL去离子水中，然后再加入0.5mL的吐温‑80，搅拌均匀后得到发泡溶液(AC‑NaOH溶液)。将BC膜浸渍AC‑NaOH溶液中，65℃下加热处理60min后得到多孔BC膜(PBC膜)，使用去离子水多次洗涤得到洁净的PBC膜。冷冻干燥24小时，并经过压辊压制成PBC隔膜。

[0048] 第二步：制备少层Ti3C2Tx水分散液：

[0049] 将1g氟化锂(LiF)溶解于20mL的7M的盐酸(HCl)溶液中，搅拌均匀后缓慢的加入0.5g的Ti3AlC2材料，在35℃下搅拌48h对Ti3AlC2材料中的Al层进行刻蚀。随后将混合物离心并用去离子水多次冲洗。沉淀物中加入10mL的二甲基亚砜溶液(DMSO)搅拌12小时以进行插层处理。随后再次将混合物离心并用去离子水洗去除残余的DMSO。将所得Ti3C2Tx沉淀倒入去离子水中，在Ar保护下低温超声处理1h，以2000rpm的转速离心后以获得少层Ti3C2Tx水分散液。

[0050] 第三步：制备Ti3C2Tx‑PBC隔膜：

[0051] 将Ti3C2Tx水分散体在低温下超声10分钟，利用真空过滤将其抽滤在PBC膜表面以制备Ti3C2Tx‑PBC复合隔膜，在70℃的真空下干燥12小时后，并将其压制成隔膜。

[0052] 第四步：制备Ti3C2Tx/SnS2‑PBC复合隔膜：

[0053] 将Ti3C2Tx‑PBC膜和SnS2靶材被固定在磁控溅射设备的6×10‑4Pa真空仓体内。在2Pa的工作气压和40W的射频状态下磁控溅射60分钟使SnS2均匀沉积在Ti3C2Tx‑PBC隔膜表面，以获得Ti3C2Tx/SnS2‑PBC复合隔膜，其中SnS2沉积层的厚度为180nm。

[0054] 实施例3

[0055] 第一步：制备PBC隔膜：

[0056] 将3g的偶氮二甲酰胺(AC)和2g氢氧化钠(NaOH)溶解于200mL去离子水中，然后再加入0.5mL的吐温‑80，搅拌均匀后得到发泡溶液(AC‑NaOH溶液)。将BC膜浸渍AC‑NaOH溶液中，55℃下加热处理45min后得到多孔BC膜(PBC膜)，使用去离子水多次洗涤得到洁净的PBC膜。冷冻干燥24小时，并经过压辊压制成PBC隔膜。

[0057] 第二步：制备少层Ti3C2Tx水分散液：

[0058] 将1g氟化锂(LiF)溶解于10mL的5M的盐酸(HCl)溶液中，搅拌均匀后缓慢的加入0.33g的Ti3AlC2材料，在40℃下搅拌36h对Ti3AlC2材料中的Al层进行刻蚀。随后将混合物离心并用去离子水多次冲洗。沉淀物中加入10mL的二甲基亚砜溶液(DMSO)搅拌24小时以进行插层处理。随后再次将混合物离心并用去离子水洗去除残余的DMSO。将所得Ti3C2Tx沉淀倒入去离子水中，在Ar保护下低温超声处理4h，以3000rpm的转速离心后以获得少层Ti3C2Tx水分散液。

[0059] 第三步：制备Ti3C2Tx‑PBC隔膜：

[0060] 将Ti3C2Tx水分散体在低温下超声30分钟，利用真空过滤将其抽滤在PBC膜表面以制备Ti3C2Tx‑PBC复合隔膜，在50℃的真空下干燥12小时后，并将其压制成隔膜。

[0061] 第四步：制备Ti3C2Tx/SnS2‑PBC复合隔膜：

[0062] 将Ti3C2Tx‑PBC膜和SnS2靶材被固定在磁控溅射设备的7×10‑4Pa真空仓体内。在4Pa的工作气压和50W的射频状态下磁控溅射10分钟使SnS2均匀沉积在Ti3C2Tx‑PBC隔膜表面，以获得Ti3C2Tx/SnS2‑PBC复合隔膜，其中SnS2沉积层的厚度为30nm。

[0063] 对比例1

[0064] 锂硫电池隔膜为商业聚丙烯隔膜。

[0065] 对比例2

[0066] 直接采用多孔细菌纤维素PBC隔膜作为锂硫电池隔膜。

[0067] 将3g的偶氮二甲酰胺(AC)和4g氢氧化钠(NaOH)溶解于200mL去离子水中，然后再加入0.5mL的吐温‑80，搅拌均匀后得到发泡溶液(AC‑NaOH溶液)。将BC膜浸渍AC‑NaOH溶液中，65℃下加热处理30min后得到多孔BC膜(PBC膜)，使用去离子水多次洗涤得到洁净的PBC膜。冷冻干燥24小时，并经过压辊压制成PBC隔膜。

[0068] 对比例3

[0069] 锂硫电池隔膜为碳化钛改性多孔细菌纤维素Ti3C2Tx‑PBC隔膜。

[0070] 第一步：制备PBC隔膜，同实施例1；

[0071] 第二步：制备少层Ti3C2Tx水分散液，同实施例1；

[0072] 第三步：制备Ti3C2Tx‑PBC隔膜：

[0073] 将Ti3C2Tx水分散体在低温下超声15分钟，利用真空过滤将其抽滤在PBC膜表面以制备Ti3C2Tx‑PBC复合隔膜，在60℃的真空下干燥12小时后，并将其压制成隔膜，即制备得到Ti3C2Tx‑PBC隔膜。

[0074] 对比例4

[0075] 锂硫电池隔膜为二硫化锡改性多孔细菌纤维素SnS2‑PBC隔膜。

[0076] 第一步：制备PBC隔膜，同实施例1；

[0077] 第二步：制备SnS2‑PBC隔膜：

[0078] 将PBC膜和SnS2靶材被固定在磁控溅射设备的6.6×10‑4Pa真空仓体内。在3Pa的工作气压和50W的射频状态下磁控溅射30分钟使SnS2均匀沉积在PBC隔膜表面，以获得SnS2‑PBC复合隔膜，其中SnS2沉积层的厚度为100nm。

[0079] 对比例5

[0080] 锂硫电池隔膜为碳化钛二硫化锡改性商业聚丙烯Ti3C2Tx/SnS2‑PP隔膜。

[0081] 第一步：制备少层Ti3C2Tx水分散液，同实施例1；

[0082] 第三步：制备Ti3C2Tx‑PP隔膜：

[0083] 将Ti3C2Tx水分散体在低温下超声15分钟，利用真空过滤将其抽滤在PP膜表面以制备Ti3C2Tx‑PP复合隔膜，在60℃的真空下干燥12小时后，并将其压制成隔膜。

[0084] 第四步：制备Ti3C2Tx/SnS2‑PP复合隔膜：

[0085] 将Ti3C2Tx‑PP膜和SnS2靶材被固定在磁控溅射设备的6.6×10‑4Pa真空仓体内。在3Pa的工作气压和50W的射频状态下磁控溅射30分钟使SnS2均匀沉积在Ti3C2Tx‑PP隔膜表面，以获得Ti3C2Tx/SnS2‑PP复合隔膜，其中SnS2沉积层的厚度为100nm。

[0086] 对比例6

[0087] 锂硫电池隔膜为碳化钛二硫化锡改性细菌纤维素Ti3C2Tx/SnS2‑BC隔膜：

[0088] 第一步：制备少层Ti3C2Tx水分散液，同实施例1；

[0089] 第二步：制备Ti3C2Tx‑BC隔膜：

[0090] 将Ti3C2Tx水分散体在低温下超声15分钟，利用真空过滤将其抽滤在BC膜表面以制备Ti3C2Tx‑BC复合隔膜，在60℃的真空下干燥12小时后，并将其压制成隔膜。

[0091] 第三步：制备Ti3C2Tx/SnS2‑BC复合隔膜：

[0092] 将Ti3C2Tx‑BC膜和SnS2靶材被固定在磁控溅射设备的6.6×10‑4Pa真空仓体内。在3Pa的工作气压和50W的射频状态下磁控溅射30分钟使SnS2均匀沉积在Ti3C2Tx‑BC隔膜表面，以获得Ti3C2Tx/SnS2‑BC复合隔膜，其中SnS2沉积层的厚度为100nm。

[0093] 测试方法：

[0094] 将实施例1、2、3制备的碳化钛二硫化锡改性多孔细菌纤维素膜作为锂硫电池隔膜与对比例1商业聚丙烯隔膜、对比例2多孔细菌纤维素膜、对比例3碳化钛改性多孔细菌纤维素膜、对比例4二硫化锡改性多孔细菌纤维素膜、对比例5碳化钛二硫化锡改性商业聚丙烯膜对比例6碳化钛二硫化锡改性细菌纤维素作为锂硫电池隔膜，按照扣式锂硫电池组装方法进行组装。

[0095] 利用电化学工作站对离子电导率和界面阻抗进行测试，其中参数设置如下[0096] 离子电导率测试：参数设置如下：高频106Hz，低频1Hz，振幅0.01V；

[0097] 界面阻抗测试：参数设置如下：高频106Hz，低频1Hz，振幅0.02V。

[0098] 利用电池测试系统进行循环性能与倍率性能测试，其中参数设置如下：

[0099] 循环性能测试：

[0100] 放电电压至1.5V、充电电压至3V、充放电电流设置为1675*电流密度(0.2)*活性物质的质量(0.00036g)＝0.1206mA、循环次数500圈。

[0101] 倍率性能测试：

[0102] 在0.2C下放电：放电电压至1.5V、充电电压至3V、充放电电流设置为1675*0.2*活性物质的质量＝0.1206mA、循环次数5圈。结束后进行0.5C充放电。

[0103] 在0.5C下放电：放电电压至1.5V、充电电压至3V、充放电电流设置为1675*0.5*活性物质的质量＝0.3015mA、循环次数5圈。结束后进行1C充放电。

[0104] 在1C下放电：放电电压至1.5V、充电电压至3V、充放电电流设置为1675*1*活性物质的质量＝0.603mA、循环次数5圈。结束后进行2C充放电。

[0105] 在2C下放电：放电电压至1.5V、充电电压至3V、充放电电流设置为1675*2*活性物质的质量＝1.206mA、循环次数5圈。结束后进行5C充放电。

[0106] 在5C下放电：放电电压至1.5V、充电电压至3V、充放电电流设置为1675*5*活性物质的质量＝3.015mA、循环次数5圈。结束后进行0.2C充放电。

[0107] 由图1可以看出实施例1制备得到的Ti3C2Tx/SnS2‑PBC复合隔膜在0.2C下初始放电‑1 ‑1容量为1390.9mAhg ，经过500次充放电之后，电池容量剩余862.1mAhg ，电池容量衰减缓慢，每周容量仅衰减0.07％。由图2可以看出实施例1制备得到的Ti3C2Tx/SnS2‑PBC复合隔膜随着放电倍率的增加，电池容量下降，当重新回到0.2C进行放电时，Ti3C2Tx/SnS2‑PBC复合隔膜的容量几乎可以回复到原始水平。表明在大电流密度下，本发明制备得到的Ti3C2Tx/SnS2‑PBC复合隔膜仍具有快速的锂离子迁移能力和快速的反应动力，从而加快多硫化物转化，提高了活性物质利用率。

[0108] 表1为实施例1～3和对比例1～6制备得到的隔膜的性能测试数据。由表1可知：实施例1、2、3制备的电池隔膜相比于对比例1～6，离子电导率更高，可以加快多硫化物与锂的进一步反应，提高活性物质利用率；界面阻抗明显降低，表明隔膜的界面相容性得到提高；放电容量得到提升，表明对多硫化物的进一步还原成低阶硫化物的效果明显，另外经500次充放电容量衰减缓慢，表明实施例改性隔膜对多硫化物的吸附阻挡效果更佳，电池的长期循环稳定性得到明显改善。

[0109] 表1 实施例1～3和对比例1～6制备得到的隔膜的性能测试数据

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[0112] 虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。