[发明专利]一种金属锡和碳纳米管共掺杂的锂硫电池中间层材料及制备方法和应用

权利要求书

1.一种金属锡和碳纳米管共掺杂的锂硫电池中间层材料，其特征在于，所述中间层材料具有碳纳米管与碳纳米纤维相互交织的三维蛛网状结构，碳纳米管附着在交联的碳纳米纤维表面，且碳纳米纤维表面或内部负载有金属锡纳米颗粒。

2.一种金属锡和碳纳米管共掺杂的锂硫电池中间层材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将导电聚合物加入溶剂中，不断搅拌使其溶解；

S2、在步骤S1制备的溶液中依次加入碳纳米管和锡盐，混合均匀后，持续搅拌得到纺丝液；

S3、将步骤S2制备的纺丝液在干燥环境下进行静电纺丝操作，得到纺丝纤维膜；

S4、将步骤S3制备的纺丝纤维膜进行预氧化处理和碳化处理，得到金属锡和碳纳米管共掺杂的中间层材料；

其中碳化处理过程如下：在氩气气氛中进行，碳化温度为650℃，升温速率为4～6℃/min，保温时间为2～3h。

3.根据权利要求2所述的一种金属锡和碳纳米管共掺杂的锂硫电池中间层材料的制备方法，其特征在于，

导电聚合物、锡盐和碳纳米管的质量比为10:10:1～10:2:1。

4.根据权利要求2所述的一种金属锡和碳纳米管共掺杂的锂硫电池中间层材料的制备方法，其特征在于，

步骤S2中锡盐为氯化锡、硫酸锡和硝酸锡中的至少一种。

5.根据权利要求2所述的一种金属锡和碳纳米管共掺杂的锂硫电池中间层材料的制备方法，其特征在于，

步骤S1和步骤S2中搅拌速度为550～660r/min，温度为50℃～70℃，搅拌时间为2h～4h。

6.根据权利要求2所述的一种金属锡和碳纳米管共掺杂的锂硫电池中间层材料的制备方法，其特征在于，

步骤S2中加入的碳纳米管预先经过酸化处理，处理步骤如下：将碳纳米管置于浓硝酸中在45℃～65℃回流10～14h，然后在55℃～65℃的真空干燥箱中干燥10～14h，得到酸化的碳纳米管。

7.根据权利要求2所述的一种金属锡和碳纳米管共掺杂的锂硫电池中间层材料的制备方法，其特征在于，

步骤S3中静电纺丝处理的工作电压为20～24kV，针管底部与接收器的距离为14～16cm。

8.根据权利要求2所述的一种金属锡和碳纳米管共掺杂的锂硫电池中间层材料的制备方法，其特征在于，

步骤S4中预氧化处理过程如下：在空气气氛中进行，温度为250～300℃，升温速率为2～3℃/min，保温时间为1.5～2h。

9.一种锂硫电池，其特征在于，所述锂硫电池包含权利要求1所述的金属锡和碳纳米管共掺杂的锂硫电池中间层材料。