The invention relates to a flexible self-supporting polymer coated carbon sandwich, a preparation method and an application thereof, belonging to the technical field of battery materials. In the interlayer, the carbon material coated with dopamine is interlaced with a network interwoven structure, and the binder and the film forming agent are coated on the outer side of the network interleaving structure. At room temperature, the carbon material adding buffer solution dissolved with dopamine hydrochloride in 4 ~ 24h, stirring mixing, filtering powder; the powder, binder and film-forming agent mixing slurry; the slurry is coated on the substrate, drying 4 ~ 24h, using solvent cleaning to remove impurities, detached from the basement get the sandwich. The interlayer can self support and flexible, can improve the utilization rate of sulfur dissolved substances, and can effectively inhibit the polysulfide, improve the cycle life of lithium sulfur battery, reduce the impedance of lithium sulfur battery, sandwich is especially suitable for lithium sulfur batteries; the preparation method is simple, low cost, green environmental protection, easy to the realization of mass production.
【技术实现步骤摘要】
一种柔性自支撑聚合物包覆碳夹层、制备方法及其应用
本专利技术涉及一种柔性自支撑聚合物包覆碳夹层、制备方法及应用,属于电池材料
技术介绍
由于对高能量密度设备需求的急速增长,人们研发各种能量存储设备。锂硫电池具有高达1675mAh·g-1的理论容量和2600Wh·kg-1的能量密度,均远高于传统锂离子电池。尽管有着这些显著的优势,锂硫电池的实用化仍面临许多问题和挑战。主要问题在于:一、硫的导电性差,造成锂硫电池中硫的利用率低;二、在充放电循环过程中,生成的多硫化物易溶解于电解液中,并在正负极之间不断“穿梭”,导致锂硫电池的库伦效率低和循环稳定性差。针对锂硫电池存在的所述问题,人们提出了多种改善方案,其中包括改善正极、负极以及电解液等。现有研究报道中,通过寻找合适的正极材料和电解质体系,可使锂硫电池的性能得到有效改善。隔膜作为锂电池体系中的重要组成部分之一,其性能的优劣对电池性能同样有着重要的影响。隔膜位于正负极之间,在充放电循环过程中,防止正负极接触而发生短路,并且允许锂离子进行自由迁移。电池夹层是插入在正极材料和隔膜之间的材料。电池夹层消除了复杂的材料加工问题,具有用作上层集流体和储存多硫化物的双功能作用。碳材料拥有层层叠叠、蜿蜒曲折的孔道结构,可以吸附多硫化物,增加多硫化物渗透流失的路程,是作为锂硫电池的夹层材料的理想材料。多孔碳颗粒,碳纳米管(CNT),石墨烯(GO),碳微纤维纸和碳纳米纤维用于锂硫电池夹层都可以提高锂硫电池的库伦效率和循环性能。中南大学赖延清课题组通过真空过滤和热处理制备独立的中空碳纳米纤维/氧化还原石墨烯夹层(WangZh ...
【技术保护点】
一种柔性自支撑聚合物包覆碳夹层,其特征在于:所述夹层的组成结构如下:聚多巴胺包覆碳材料交织在一起形成网络交织结构,粘结剂与成膜剂包覆在所述网络交织结构的外侧。
【技术特征摘要】
1.一种柔性自支撑聚合物包覆碳夹层,其特征在于:所述夹层的组成结构如下:聚多巴胺包覆碳材料交织在一起形成网络交织结构,粘结剂与成膜剂包覆在所述网络交织结构的外侧。2.根据权利要求1所述一种柔性自支撑聚合物包覆碳夹层,其特征在于:碳材料为多孔碳颗粒、氧化石墨烯、碳纳米纤维和碳纳米管中的一种以上。3.根据权利要求1所述一种柔性自支撑聚合物包覆碳夹层,其特征在于:所述夹层厚度为5μm~70μm。4.根据权利要求1所述一种柔性自支撑聚合物包覆碳夹层,其特征在于:碳材料为多孔碳颗粒、氧化石墨烯、碳纳米纤维和碳纳米管中的一种以上;所述夹层厚度为1μm~70μm。5.一种如权利要求1~4所述的柔性自支撑聚合物包覆碳夹层的制备方法,其特征在于:所述方法步骤如下:在室温下,将碳材料加入溶解有盐酸多巴胺的缓冲溶液中,搅拌4h~24h混合均匀,过滤,得到粉体;将粉体、粘结剂和成膜剂混合均匀,得到浆料;将浆料涂于基底上,干燥4h~24h,用溶剂冲洗去除杂质,从基底上脱落,得到所述的一种柔性自支撑聚合物包覆碳夹层;碳材料和盐酸多巴胺的质量比为10:1~1:10;缓冲溶液为pH值为7.5~10的Tris-HCl缓冲...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈人杰,叶玉胜,刘玉婷,吴锋,曲薇,杨天宇,李丽,
申请(专利权)人:北京理工大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。