[发明专利]一种应用于锂硫电池的Ni/C复合纳米纤维膜及其制备方法和锂硫电池

权利要求书

1.一种应用于锂硫电池的Ni/C复合纳米纤维膜，其特征在于，所述Ni/C复合纳米纤维膜的表面积为30～250m²/g，厚度为100～350μm，面密度为2～10mg/cm²，Ni含量为2％～15％。

2.一种如权利要求1所述的Ni/C复合纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将聚丙烯腈和镍盐加入N,N-二甲基乙酰胺溶液中使其完全溶解，得到纺丝液；

(2)采用静电纺丝技术将所述纺丝液制备成前驱体纤维膜，再将前驱体纤维膜进行预氧化处理，再进行热处理，即得到所述Ni/C复合纳米纤维膜。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，静电纺丝时，进料速度控制在0.3～0.6mL/h，静电纺丝机的喷头与收集辊的距离为10～18cm，电压为10～20kV，纺丝收集时间为12～36h。

4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述镍盐为硝酸镍、乙酸镍和氯化镍的一种或两种，所述镍盐与所述聚丙烯腈的质量比为(1～3)：5。

5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，预氧化处理过程中，先从室温升至180～200℃，保温1～2小时；再升温至260～280℃，保温4～2小时；其中，升温速率为1～5℃/分钟；

热处理过程中，热处理的温度为900～1100℃，热处理时间为4～12小时，升温速率为2～8℃/分钟；热处理过程中在惰性气体中进行；所述惰性气体为氮气和氩气的一种或两种混合气体。

6.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述纺丝液的具体制备过程为：

将聚丙烯腈加入到N,N-二甲基甲酰胺溶液中，搅拌形成透明胶黏液体A；将镍盐加入到N,N-二甲基甲酰胺溶液中，搅拌至完全溶解，得到溶液B；最后将溶液B缓慢滴入透明胶黏液体A中，充分搅拌得纺丝液。

7.一种锂硫电池，其特征在于，包括权利要求1所述的或权利要求2-5任一项所述的制备方法获得的Ni/C复合纳米纤维膜。

8.如权利要求7所述的锂硫电池，其特征在于，所述Ni/C复合纳米纤维膜位于锂硫电池的硫正极和隔膜之间，其大小等同隔膜大小。

9.如权利要求7所述的锂硫电池，其特征在于，所述锂硫电池的正极采用碳/硫复合正极，其中硫的含量≥70wt％，极片上硫负载量为2.0mg/cm²～4.5mg/cm²。