一种锂硫电池用有机高分子增强石墨烯插层材料制造技术

本发明专利技术涉及一种锂硫电池用有机高分子增强石墨烯插层材料，属于化学储能电池领域。将Tris缓冲液和盐酸多巴胺加入GO分散液中，搅拌至变黑，抽滤，加Tris缓冲液和水，抽滤，得到负载有PG膜的滤膜；将PEI水溶液加到所述滤膜上，抽滤，加Tris缓冲液和水，抽滤，将滤膜取出干燥得到负载有PPG膜的滤膜；浸入氢碘酸溶液，待滤膜溶解，将含杂质的PPG膜取出，用丙酮和水浸泡除杂，干燥后得到所述插层材料。所述插层材料具有良好的机械强度、低孔隙、特定吸附力的官能团位点、极高的表面作用面积和良好的导电性能，能够有效抑制多硫化物穿梭，提升纯硫电极的电传导效率与隔膜对多硫化物的控制能力，有效提高电池能量密度。

An organic polymer reinforced graphene intercalation material for lithium sulfur batteries

The invention relates to an organic polymer reinforced graphene intercalation material for lithium sulfur batteries, which belongs to the field of chemical energy storage battery. The Tris buffer and adding GO dopamine hydrochloride dispersion, stirring to black, filtering, adding Tris buffer and water filtration, are loaded with membrane PG membrane; the PEI aqueous solution is added to the filter, filtering, adding Tris buffer and water filtration, filter will remove the dry load a membrane PPG membrane; immersion hydroiodic acid solution, the membrane dissolved, PPG membrane containing impurities removed with acetone and water immersion cleaning, drying to obtain the intercalation materials. The effect of surface area of intercalation material has good mechanical strength, low porosity, specific adsorption sites, functional high conductivity and good performance, can effectively restrain the polysulfide shuttle, lifting and control ability of pure sulfur electrode electrical conduction efficiency and the diaphragm of the polysulfide, effectively improve the energy density of battery.

【技术实现步骤摘要】
一种锂硫电池用有机高分子增强石墨烯插层材料
本专利技术涉及一种锂硫电池用有机高分子增强石墨烯插层材料，具体地说，所示插层材料具有低孔隙和高活性吸附位点，可有效抑制多硫化物穿梭，属于化学储能电池领域。
技术介绍
在环境问题日益严峻，化石能源日益枯竭的今天，开发具有高比能量的二次电池系统显得尤为重要。锂硫电池以其高理论能量密度和低环境影响的优势成为最有潜力的下一代电化学储能系统之一。然而由于多硫化物的穿梭效应和硫电极的电化学惰性所带来的循环稳定性差与活性材料利用率低下等问题严重制约了其实际的应用。为解决以上问题，目前的研究工作主要是通过将硫负载在具有高孔隙率与特定吸附能力的导电基体结构中以改善复合硫电极的综合电化学性能。然而复杂的纳米结构设计对材料的制备时间和成本要求较高，因此在大规模的实际生产中可能难以实现。此外导电基体结构或包覆结构的引入将会降低复合材料中活性硫的相对含量，进而不利于具有高比能量密度的电极极片的制备。对隔膜直接进行表面功能化涂布或引入中间插层等功能层材料的设计便是解决以上问题的重要方法。传统的聚烯烃类隔膜(PP、PE)可避免正负极的接触短路，同时不会阻碍电解液与锂离子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂硫电池用有机高分子增强石墨烯插层材料，其特征在于：所述插层材料是通过如下制备方法制备得到的：步骤1.将Tris缓冲液和盐酸多巴胺先后依次加入氧化石墨烯的分散液中，连续搅拌至溶液颜色变为黑色，得到PDA交联的石墨烯溶液，抽滤，加Tris缓冲液和水，再抽滤，得到负载有PG膜的滤膜；步骤2.将PEI水溶液加到负载有PG膜的滤膜上，抽滤，然后加Tris缓冲液和水，再抽滤，抽滤完成后将滤膜取出，干燥后得到负载有PPG膜的滤膜；步骤3.将负载有PPG膜的滤膜浸入氢碘酸溶液，待滤膜溶解后，将含杂质的PPG膜取出，依次用丙酮和水浸泡去除杂质，干燥后得到所述锂硫电池用有机高分子增强石墨烯插层材料。

【技术特征摘要】
1.一种锂硫电池用有机高分子增强石墨烯插层材料，其特征在于：所述插层材料是通过如下制备方法制备得到的：步骤1.将Tris缓冲液和盐酸多巴胺先后依次加入氧化石墨烯的分散液中，连续搅拌至溶液颜色变为黑色，得到PDA交联的石墨烯溶液，抽滤，加Tris缓冲液和水，再抽滤，得到负载有PG膜的滤膜；步骤2.将PEI水溶液加到负载有PG膜的滤膜上，抽滤，然后加Tris缓冲液和水，再抽滤，抽滤完成后将滤膜取出，干燥后得到负载有PPG膜的滤膜；步骤3.将负载有PPG膜的滤膜浸入氢碘酸溶液，待滤膜溶解后，将含杂质的PPG膜取出，依次用丙酮和水浸泡去除杂质，干燥后得到所述锂硫电池用有机高分子增强石墨烯插层材料。2.根据权利要求1所述的一种锂硫电池用有机高分子增强石墨烯插层材料，其特征在于：步骤1中：盐酸多巴胺与氧化石墨烯的质量比为1:4；Tris缓冲液的体积与溶液总体积的比为1:3～4；步骤2中：盐酸多巴胺与聚乙烯亚胺的质量比为1:1～3；步骤3中：氢碘酸溶液浓度为2mol·L-1～4mol·L-1；步骤1～3中：抽滤所用滤膜为孔径0.22μm或0.45μm的无机微孔滤膜。3.根据权利要求1或2所述的一种锂硫电池用有机高分子增强石墨烯插层材料，其特征在于：Tris缓冲液的pH值为8.0～9.0。4.根据权利要求1或2所述的一种锂硫电池用有机高分子增强石墨烯插层材料，其特征在于：氧化石墨烯分散液的浓度为3mg·ml-1～5mg·ml-1。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏岳锋，赵双义，李健，卢赟，包丽颖，吴锋，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11