[发明专利]一种锂硫电池柔性插层膜材料及其制备方法在审
申请号: | 202111382400.X | 申请日: | 2021-11-22 |
公开(公告)号: | CN114204024A | 公开(公告)日: | 2022-03-18 |
发明(设计)人: | 李祥村;贺高红;胡欣然;姜贺龙;褚芳伊;姜晓滨;代岩;郑文姬;郭娇;蔡国翠 | 申请(专利权)人: | 大连理工大学 |
主分类号: | H01M4/62 | 分类号: | H01M4/62;H01M10/052;H01M10/42 |
代理公司: | 大连格智知识产权代理有限公司 21238 | 代理人: | 潘小铁;刘琦 |
地址: | 116024 辽*** | 国省代码: | 辽宁;21 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 电池 柔性 插层膜 材料 及其 制备 方法 | ||
1.一种锂硫电池柔性插层膜材料,其特征在于:由PVDF高聚物和羧基化MWCNTs复合而成;所述MWCNTs由于PVDF的粘结性约束呈织网状分散在膜的内部,所述MWCNTs在柔性插层膜材料中的质量百分数为45-60%。
2.一种如权利要求1所述的锂硫电池柔性插层膜材料的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:由MWCNTs与PVDF依次加入溶剂DMF进行混合,油浴加热并混合搅拌均匀后,得到铸膜液,利用相转化的方法将MWCNTs均匀的分散在由PVDF高聚物相转化形成的膜中,再经过常温干燥和真空干燥制备而成;所述铸膜液中MWCNTs的质量分数大于等于8%。
3.如权利要求2所述的锂硫电池柔性插层膜材料的制备方法,其特征在于:所述铸膜液中MWCNTs、PVDF、PEG400和DMF的质量比为0.5-1:0.5-1:0.4-0.6:4-8.4。
4.如权利要求2或3所述的锂硫电池柔性插层膜材料的制备方法,其特征在于:具体包括如下步骤:
(1)制备含MWCNTs的铸膜液:
将MWCNTs溶液缓慢加入DMF溶剂中,随后加入PEG400,放在搅拌器上搅拌均匀,直到MWCNTs均匀分散在溶剂中,形成悬浮液,再称取PVDF高聚物做粘结剂和膜的基底,缓慢倒入上述均匀搅拌的悬浮液中,搅拌温度为20-40℃,搅拌时间为8-12h,得到粘稠液体,将粘稠液体放入油浴锅中搅拌加热,加热温度为60-80℃,加热搅拌时间为12-16h,得到MWCNTs均匀分散的粘稠铸膜液,记作PVDF/CNT混合粘稠铸膜液;
(2)相转化法制备F掺杂锂硫电池柔性插层膜材料:
取一块洁净的玻璃板,将配制出的PVDF/CNT混合粘稠铸膜液均匀倒在玻璃板上呈一条铸膜液基线,将刮刀洗净后,适当调节刮刀高度,使刮刀在同一水平高度上匀速移动,将铸膜液以100-300μm厚度铺开,刮完后迅速将有铸膜液的玻璃板放入去离子水中进行相转化,得到F掺杂以PVDF为粘结剂、以CNT构成膜内部孔结构的柔性薄膜;
(3)成膜与干燥过程:
相转化结束后,将以PVDF为粘结剂、以CNT构成膜内部孔结构的柔性薄膜取出,室温干燥后,将干燥的柔性薄膜放置在烘箱中真空干燥,除去膜中残留的水份和DMF溶剂,取出后自然冷却降温即制得锂硫电池柔性插层膜材料。
5.如权利要求4所述的一种锂硫电池正极材料的制备方法,其特征在于:步骤(1)中采用的MWCNTs管径和长度分别为20-30nm、10-30μm;PVDF原料平均分子量为1000000。
6.如权利要求4所述的一种锂硫电池柔性插层膜材料的制备方法,其特征在于:步骤(2)中相转化过程的时间为2-6h,在室温下进行相转化。
7.如权利要求4所述的一种锂硫电池柔性插层膜材料的制备方法,其特征在于:室温干燥时间为12-24h,真空干燥温度60-80℃,时间为3-6h。
8.一种锂硫电池,其特征在于:所述电池的柔性插层膜材料采用权利要求1所述的锂硫电池柔性插层膜材料。
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