The invention relates to a preparation method of a flexible electrode material prepared by electrostatic dissolution blowing technology, which is obtained by electrostatic dissolution blowing of polyvinylpyrrolidone with manganese sulfate. The method of the invention comprises four steps: 1) configuration of polyvinylpyrrolidone solution; 2) solution maturation; 3) electrostatic solution blowing spinning; 4) Pre-oxidation and carbonization. The manganese sulfide @ carbon nanofiber flexible electrode material prepared by the invention has broad application prospects in lithium ion batteries.
【技术实现步骤摘要】
一种柔性电极材料的制备方法
本专利技术涉及静电溶吹技术制备一种硫化锰@碳(MnS@C)纳米纤维柔性电极材料的制备方法。
技术介绍
柔性电极材料具有优越的力学性能,即使在弯曲的情况下也能够正常工作。从电极材料组成来说,柔性电极不需采用金属集流体,克服了普通电极中通过加入黏结剂(如聚偏二氟乙烯,PVDF)将电极材料固定到集流体上,易在电极弯曲情况下诱发活性材料脱离集流体的缺点。此外,柔性电极还可以提高电池容量,提高电池活性材料利用率和能量利用率。在过去几十年内,锂离子电池作为一种重要的电化学储能装置已引起广泛的关注。锂离子电池具备以下优势:电池能量密度大、平均输出电压高、自放电小,没有记忆效应。工作温度范围大,循环性能优越、可快速充放电、充电效率高,输出功率大,使用寿命长。电极材料是锂离子电池的重要组成部分。锂离子电池作为重要的能量储存装置,在各类电子设备中得到广泛应用。现今电子设备的高速发展,如三星和LG的曲面屏智能手机、可穿戴太阳能柔性电池,对锂离子电池的柔性提出了更高的要求,因此柔性电极材料的开发尤为重要。目前,制备电极的方法主要是采用化学原位沉积法、涂覆法、浸涂法、溅射法或喷涂法将活性材料负载在基体材料表面。1、化学原位沉积法制备电极在专利(CN103151541A一种新型锂空气电池空气电极及制备方法)中使用沉积法,通过化学、电化学沉积负载活性组分,能够减少贵金属的含量,而且具有很好的催化性能。但由于沉积作用仍然只是将活性物质沉积在表面,当电池需要弯折时会有活性物质的损失,其柔性仍有待提高。2、涂覆法制备电极在专利(CN106654286A一种柔性电极 ...
【技术保护点】
1.一种硫化锰@碳纳米纤维柔性电极材料的制备方法,其特征在于包括以下步骤:(1)聚乙烯吡咯烷酮溶液的配置:配置质量分数为10~20%的聚乙烯吡咯烷酮溶液,其溶剂为去离子水,常温下搅拌使聚乙烯吡咯烷酮溶液粉末完全溶解;(2)溶液熟化:待聚乙烯吡咯烷酮溶液粉末完全溶解后,向其中加入质量分数为4‑10%的硫酸锰,常温下搅拌12h,得到所需纺丝溶液;(3)静电溶吹纺丝:上一步反应结束后,将配置好的纺丝液以20ml/h速率从不锈钢毛细孔中流出,毛细孔表面施加电压20‑40kV,风压0.04‑0.14MPa,纺制出硫酸锰/聚乙烯吡咯烷酮复合初生纤维膜;(4)预氧化和碳化:将纺制的复合初生纤维膜放入马弗炉中,升温至200‑300℃,保温1h,预氧化得到稳定性的纳米纤维,然后将所得样品放入管式炉中,氮气氛围碳化至800℃‑1000℃,得到硫化锰@碳纳米纤维柔性电极材料。所述硫化锰@碳纳米纤维中硫化锰和碳的质量比为3∶5‑1∶1;所述的硫化锰为a立方晶型结构。
【技术特征摘要】
1.一种硫化锰@碳纳米纤维柔性电极材料的制备方法,其特征在于包括以下步骤:(1)聚乙烯吡咯烷酮溶液的配置:配置质量分数为10~20%的聚乙烯吡咯烷酮溶液,其溶剂为去离子水,常温下搅拌使聚乙烯吡咯烷酮溶液粉末完全溶解;(2)溶液熟化:待聚乙烯吡咯烷酮溶液粉末完全溶解后,向其中加入质量分数为4-10%的硫酸锰,常温下搅拌12h,得到所需纺丝溶液;(3)静电溶吹纺丝:上一步反应结束后,将配置好的纺丝液以20ml/h速率从不锈钢毛...
【专利技术属性】
技术研发人员:邓南平,康卫民,秦琪琦,程博闻,鞠敬鸽,贾月冉,闫静,
申请(专利权)人:天津工业大学,
类型:发明
国别省市:天津,12
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