[发明专利]一种应用于锂硫电池中的正极功能性隔层的制备方法在审
申请号: | 201810687343.8 | 申请日: | 2018-06-28 |
公开(公告)号: | CN108987648A | 公开(公告)日: | 2018-12-11 |
发明(设计)人: | 张永光;贺禹森;王新 | 申请(专利权)人: | 肇庆市华师大光电产业研究院 |
主分类号: | H01M2/14 | 分类号: | H01M2/14;H01M2/16;B82Y40/00 |
代理公司: | 天津市尚文知识产权代理有限公司 12222 | 代理人: | 杨秀伟 |
地址: | 526060 广东省肇庆市*** | 国省代码: | 广东;44 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 锂硫电池 隔层 正极 静电纺丝 制备 活性物质利用率 氢氟酸处理 材料化学 多硫化物 二氧化硅 工艺制备 活化处理 聚丙烯腈 连续纳米 碳化处理 正极材料 前驱体 纤维膜 应用 | ||
1.一种应用于锂硫电池中的正极功能性隔层的制备方法,其特征在于,包括(1)二氧化硅-聚丙烯腈的制备、(2)二氧化硅-聚丙烯腈的预处理、(3)二氧化硅-聚丙烯腈的碳化处理、(4)多孔碳纤维材料的制备和(5)多孔碳纤维材料的活化处理五个步骤。
2.根据权利要求1所述的应用于锂硫电池中的正极功能性隔层的制备方法,其特征在于,所述的(1)二氧化硅-聚丙烯腈的制备方法为:利用N,N-二甲基甲酰胺作为聚丙烯腈聚合物和二氧化硅的溶剂,在25℃~50℃的温度下将二氧化硅搅拌溶解到聚丙烯腈/N,N-二甲基甲酰胺溶液中得到静电纺丝前驱液,将前驱液吸入注射器中,采用以下参数进行静电纺丝:调节针尖与接收筒之间的距离到设定好的距离25cm,施加电压18kV,注射泵速率0.3ml/h,收集器转速500 rpm。
3.根据权利要求2所述的应用于锂硫电池中的正极功能性隔层的制备方法,其特征在于,所述的N,N-二甲基甲酰胺、聚丙烯腈和二氧化硅的质量比为8:1:0.1~2。
4.根据权利要求1所述的应用于锂硫电池中的正极功能性隔层的制备方法,其特征在于,所述的(2)二氧化硅-聚丙烯腈的预处理方法为:将步骤(1)所得二氧化硅-聚丙烯腈于空气中在200~300 ℃下稳定1~10 h,加热速率是1~10℃/min。
5.根据权利要求1所述的应用于锂硫电池中的正极功能性隔层的制备方法,其特征在于,所述的(3)二氧化硅-聚丙烯腈的碳化处理方法为:在氮气气氛下对步骤(2)预处理后的二氧化硅-聚丙烯腈膜进行碳化处理,其处理参数为,加热速率:1~10℃/min,反应温度:800~1200 ℃,保温时间1~5 h。
6.根据权利要求1所述的应用于锂硫电池中的正极功能性隔层的制备方法,其特征在于,所述的(4)多孔碳纤维材料的制备方法为:将碳化后的二氧化硅-聚丙烯腈膜在浓度为1~5%的氢氟酸溶液中浸泡1~24小时以除去二氧化硅并用蒸馏水洗涤5~10次,随后将样品在50~120℃下干燥过夜。
7.根据权利要求1所述的应用于锂硫电池中的正极功能性隔层的制备方法,其特征在于,所述的(5)多孔碳纤维材料的活化处理方法为:将多孔碳纤维材料浸入浓度为2~5mol/L的KOH溶液中1~5小时,而后在氮气气氛中于500~800℃下进行高温处理,其升温速率为1~10℃ / min,保温2h后冷却至室温,最后用蒸馏水洗涤,并在50~120 ℃干燥1~12h。
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