[发明专利]碳基纤维片及包含其的锂硫电池

权利要求书

1.一种掺杂有高浓度氮的锂硫电池用碳基纤维片。

2.根据权利要求1所述的锂硫电池用碳基纤维片，其中，

在所述碳基纤维片中以5重量％至30重量％的掺杂浓度掺杂氮。

3.根据权利要求1所述的锂硫电池用碳基纤维片，其中，

所述碳基纤维可以是选自由碳纤维、碳纳米纤维、石墨纤维和石墨烯纤维构成的组中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的锂硫电池用碳基纤维片，其中，

所述碳基纤维片具有选自由毡、垫、纸和布构成的组中的至少一种织物形式。

5.根据权利要求1所述的锂硫电池用碳基纤维片，其中，

所述碳基纤维片的厚度为0.1μm至100μm。

6.根据权利要求1所述的锂硫电池用碳基纤维片，其中，

所述碳基纤维片由直径为0.01μm至100μm的碳基纤维制成。

7.根据权利要求1所述的锂硫电池用碳基纤维片，其中，

所述碳基纤维片具有0.1μm至10μm的孔径和5％至90％的孔隙率。

8.根据权利要求1所述的锂硫电池用碳基纤维片，其中，

所述碳基纤维片的比表面积为5m²/g至500m²/g且体积密度为0.05g/cm³至0.2g/cm³。

9.一种锂硫电池用碳基纤维片的制备方法，所述方法包括：

i)制备包含碳基前体的纺丝溶液；

ii)将所述纺丝溶液纺丝以制备纤维状网形式的片；

iii)在氧气存在下通过热处理将所述片稳定化；以及

iv)在非活性气氛中碳化所述片，

其中所述碳基前体在分子结构中含有氮元素。

10.根据权利要求9所述的锂硫电池用碳基纤维片的制备方法，其中，

步骤i)中的所述碳基前体为选自由聚丙烯腈、聚苯胺、聚吡咯、聚酰亚胺、聚苯并咪唑、聚吡咯烷酮、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚芳酰胺、三聚氰胺、三聚氰胺-甲醛和氟云母构成的组中的至少一种。

11.根据权利要求9所述的锂硫电池用碳基纤维片的制备方法，其中，

所述碳基前体在分子结构中包含5％至20％的氮原子。

12.根据权利要求9所述的锂硫电池用碳基纤维片的制备方法，其中，

在100℃至400℃下进行步骤iii)中的热处理。

13.根据权利要求9所述的锂硫电池用碳基纤维片的制备方法，其中，

在氧化性气氛中进行步骤iii)中的热处理。

14.根据权利要求9所述的锂硫电池用碳基纤维片的制备方法，其中，

在600℃至1500℃下进行步骤iv)中的碳化。

15.根据权利要求9所述的锂硫电池用碳基纤维片的制备方法，其中，

在非活性气体气氛中进行步骤iv)中的碳化。

16.一种锂硫电池，其包含：正极；负极；插入在所述正极与所述负极之间的隔膜；以及浸渗在它们中的电解质，

其中权利要求1至8中任一项所述的碳基纤维片被插入在所述正极与所述隔膜之间。