LG新能源专利公开：隔膜MOF层

技术问题：

当制造隔膜时，常规地采用使用已经生长的晶体来涂覆的方法，而不是利用朗格缪尔-布吉特(Langmuir-Blodgett)的涂覆。在使用已经生长的晶体来涂覆的情况下，涂层形成的均匀程度通过晶体之间的间距(几百纳米至几微米)来确定，但这具有其中形成涂层的晶体的孔尺寸(几埃)的影响难以获得的缺点。另外，常规涂覆方法可能具有以下问题：当形成隔膜时，可能形成不均匀的涂层并且厚度变得厚，这在电池的运行期间起到电阻的作用。

技术手段：

本发明提供一种锂二次电池用隔膜，包含多孔基材和形成在多孔基材的一个或两个表面上的MOF(金属有机骨架)层，其中所述MOF层包含一个以上MOF分子膜并且具有非晶结构。

本发明还提供一种锂二次电池用隔膜的制造方法，包括以下步骤：(S1)通过将含有锌前体的水溶液和含有有机配体前体的有机溶液混合而形成MOF分子膜；和(S2)将所述MOF分子膜沉积在多孔基材的表面上，其中所述沉积通过朗格缪尔-布吉特法进行。

实施例1：

（1）隔膜的制造：(1-1)MOF分子膜的形成:将作为有机配体前体的对苯二甲酸溶解在氯仿溶剂中，以制备有机配体前体的饱和溶液。将作为锌前体的乙酸锌溶解在水中，以制备浓度为0.002M的锌前体水溶液。将该有机配体前体溶液滴加入该锌前体水溶液中，以形成MOF-5分子膜。

(1-2)MOF层在多孔基材上的沉积：作为多孔基材，准备由聚丙烯(PP)制成并且孔隙率为50％的多孔基材作为隔膜。使用朗格缪尔-布吉特装置(KSV NIMA公司，KN2002)，使PP隔膜在垂直方向上穿过MOF-5分子膜，以沉积MOF-分子膜。将该沉积工序进行5次，以制备其中在PP隔膜的两个表面上形成有MOF-5分子膜的隔膜。

（2）锂硫二次电池的制造：隔膜放置在正极和负极之间，由此定位在壳体内部，然后将电解液注入壳体内部以制备CR-2032硬币电池形式的锂硫二次电池。此时，通过在Al箔上涂覆正极用浆料并且将它们干燥和压延来制备所述正极，所述正极用浆料是通过将正极活性材料、导电材料(Super P)和粘合剂(苯乙烯-丁二烯橡胶,SBR)以80:10:10的重量比混合而形成。所述正极活性材料为通过使用球磨机将硫(来自西格玛奥德里奇公司的产品)与碳化的MOF-5混合然后将它们在155℃下热处理而获得的S/MOF-5复合物。使用锂箔作为所述负极，并且所述电解液是通过将0.3M LiNO3和1M LiTFSi溶解在DOL和DME(DOL:DME＝1:1(体积/体积))(DOL：二氧戊环，DME：二甲氧基乙烷)的混合溶剂中来获得。

技术效果：

根据本发明的锂二次电池用隔膜能够防止在包含含硫材料作为正极活性材料的电池中可能发生的由多硫化物引起的穿梭现象，由此改善电池的循环性能。