[发明专利]一种高功率稳定的钠离子电池阴极材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高功率稳定的钠离子电池阴极材料及其制备方法，涉及电池材料领域，碳纤维是一种高强度高模量纤维，将其加入到电池阴极材料中能够有效加强电池阴极材料的强度，其丝状结构也能加强电池阴极材料的韧性，但是，碳纤维的的丝状结构使得其孔隙较大，对于电池阴极材料中的粒子收束能力较低，对于增长电池阴极材料的使用寿命方面的效果不足，本申请实施例中通过先对碳纤维进行酶解，使得碳纤维的细碎化，使得加工后的改性碳纤维成型后的孔隙有效的缩小，加强对于例子的收束能力，使得电池阴极材料整体更加稳定，进而能够延长电池的使用寿命，然后通过将其和纳米氟碳一起加工，使得碳纤维的强度、耐腐蚀性等性能显著加强。

技术领域

本发明涉及电池材料技术领域，具体是一种高功率稳定的钠离子电池阴极材料及其制备方法。

背景技术

电池指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间，能将化学能转化成电能的装置。具有正极、负极之分。随着科技的进步，电池泛指能产生电能的小型装置。如太阳能电池。电池的性能参数主要有电动势、容量、比能量和电阻。利用电池作为能量来源，可以得到具有稳定电压，稳定电流，长时间稳定供电，受外界影响很小的电流，并且电池结构简单，携带方便，充放电操作简便易行，不受外界气候和温度的影响，性能稳定可靠，在现代社会生活中的各个方面发挥有很大作用。

现有的电池在反复使用后会导致电池容量逐渐减低，不利于使用，因此，现提供一种高功率稳定的钠离子电池阴极材料及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高功率稳定的钠离子电池阴极材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高功率稳定的钠离子电池阴极材料，包括电极芯材和改性碳纤维。

作为本发明进一步的方案：所述电极芯材的制备方法包括如下步骤：(1)将碳芯材料与氢氧化钾混合，在惰性气氛下高温煅烧活化，清洗干净后得到活化后的碳材料；(2)将步骤(1)所得活化后的碳材料浸泡于浓酸中，得到亲水性的碳材料；(3)将步骤(2)所得亲水性的碳材料与升华硫混合，研磨后高温熔融复合，得到具有多孔结构的硫-碳复合物；(4)将步骤(3)所得硫-碳复合物浸泡于亲水性高分子水溶液中，冷冻干燥后得到亲水性高分子包覆膜包覆的硫-碳电极芯材。

作为本发明再进一步的方案：所述步骤(1)中碳材料与氢氧化钾的质量比为1：(5-15)，活化后用质量浓度为8%的稀盐酸处理，过滤后加乙醇洗2～3次。

作为本发明再进一步的方案：所述浓酸为硝酸、硫酸和盐酸中的一种或多种，处理温度为50-200°C，浸泡时间为1-12h。

作为本发明再进一步的方案：所述改性碳纤维的制备方法包括如下步骤：将酶解后的碳纤维和纳米氟碳按照（5-8）∶1的重量配比混合加热后采用螺杆挤出机挤出，得改性碳纤维挤出物；将所述改性碳纤维挤出物送入纺丝箱进行纺丝，得改性碳纤维粗长丝；将所述改性碳纤维粗长丝进行牵伸，得到改性碳纤维细长丝，牵伸是采用牵伸机，牵伸压力为0.1～0.5bar，冷却温度为5～10℃。

作为本发明再进一步的方案：螺杆挤出机工作温度为250~300℃。

作为本发明再进一步的方案：纺丝箱的温度为220~250℃。

作为本发明再进一步的方案：所述改性碳纤维的制备方法包括如下步骤：将碳纤维分散在pH值8-9的碱性分解酶溶液中，并在温度为40-60℃条件下酶解2-3小时，得碳纤维酶解液；对所述碳纤维酶解液进行离心分离，去除滤液后进行干燥，得酶解后的碳纤维。