1. 研究目的与意义（文献综述）

随着能源与环境问题的日益凸显，高效清洁的电化学能源正逐步取代部分传统化石能源。在众多的电化学储能器件中，锂硫电池采用金属锂为负极、单质硫为正极，具有高达2600wh/kg的理论能量密度，在电动汽车和工业储能有着巨大的应用。然而受限于硫的本征电子传输惰性，同时还因为锂硫电池特有的“穿梭效应”，其实际能量密度远低于理论值，循环寿命也受到严重制约。隔膜是锂硫电池中的共性关键材料，它是电极的物理屏障，也是离子迁移的电解质库。^[1] 隔膜性能的好坏直接影响电池的性能，可采用隔膜改性的方法来阻止聚硫化物穿过隔膜，与金属锂接触反应，从而抑制穿梭效应，改善li-s电池的性能。^[2]

传统聚烯烃隔膜热稳定性差，对电解液的润湿性差，对可溶性多硫化物（lipss）阻隔不充分。理想的隔膜材料应具有高的化学与电化学稳定性、高的热稳定性，优异的机械性能、良好的隔离特性及高的锂离子电导率。在锂硫电池中，隔膜还应能对电池运行过程中产生的多硫化物具有阻隔特性。目前，主流的商业化隔膜为具有微米级尺寸孔径的聚烯烃隔膜，如聚乙烯（pe）隔膜，聚丙烯（pp）隔膜及聚乙烯/聚丙烯（pe/pp）复合膜。^[3]聚烯烃隔膜有着良好的化学稳定性、较高的孔隙率及较低的成本。然而，聚烯烃隔膜对电解液的润湿程度较差，这在一定程度上影响电池运行中的离子传导过程。同时，聚烯烃隔膜的热稳定性较低，在较高温度使用时易导致电池的短路。此外，常用的pp及pe隔膜对锂硫电池工作中形成的可溶lipss的扩散阻隔作用有限，难以实现电池的高效运行。

在锂硫电池中，当可溶lipss从阴极扩散出去时，它们不易于被隔膜截获，通过与锂的自发副反应，在阳极处不可逆地被消耗。^[4]当可溶lipss穿梭返回阴极/隔膜界面时，它们在阴极表面优先被还原，形成致密、惰性和不溶层，钝化阴极的导电表面，防止可溶lipss的进一步还原。经过长时间的循环后，钝化层逐渐演变为致密和较厚的整体，导致性能退化。显然，常规聚合物隔膜无法束缚可溶lipss，因为它是电绝缘的。近年来，有课题组提出一种janus隔膜，是一种膜两侧性质不一样的隔膜。该隔膜具有两层结构，一层是普通的celgard隔膜，用以分隔正负极；另一层是石墨化介孔碳层，用以回收、储存正极/隔膜界面的活性材料。^[5]

2. 研究的基本内容与方案

2.1 研究基本内容

3. 研究计划与安排

（1）第1-2周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需条件。确定方案，完成开题报告；

（2）第3-9周：按研究方案开展实验，合成janus隔膜并做表征；

（3）第10-14周：组装锂离子电池，并通过lsv测试、循环性能测试、阻抗测试研究janus隔膜在锂离子电池中的性能；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] yinyuxiang, junsheng li,jiaheng lei,et al. advanced separators for lithium-ion andlithium–sulfur batteries: a review of recent progress[j]. chemsuschem, 2016, 9, 1 – 18.

[2]张文蓝,张静,李合琴.锂硫电池的穿梭效应及解决策略[j].新材料产业,2018(09):17-22.