一种柔性锂镧钛氧陶瓷纳米纤维膜材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种柔性锂镧钛氧陶瓷纳米纤维膜，其特征在于，其制备方法包括：配置由锂源、镧源、钛源、高分子聚合物和易挥发性有机溶剂组成的前驱体溶液，静电纺丝形成纳米纤维膜，在空气气氛下煅烧，所述的锂源、镧源、钛源的摩尔比为3X∶(2/3‑X)∶1，其中，0.04≤X≤0.17。本发明专利技术的柔性陶瓷纳米纤维膜既可以作为固体电解质而应用于全固态金属锂电池领域，又可以用作金属锂电极的保护膜而应用于液态金属锂电池领域。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性锂镧钛氧陶瓷纳米纤维膜材料及其制备方法
本专利技术属于新能源材料与
，涉及一种柔性锂镧钛氧(Li3xLa3/2-xTiO3)陶瓷纳米纤维膜及其制备方法，可用于固态金属锂电池及液态金属锂电池领域。
技术介绍
近年来，金属锂由于具有较高的理论容量(3840mAhg-1)、最低的电化学势(-3.04Vvs标准氢电极)和优异的导电性，受到科学界和工业界的广泛关注，并成为一种极具有潜力的锂电池电极材料。然而，在液态电池充放电过程中，Li+沉积不均匀，在金属锂电极上产生大量锂枝晶。一方面，枝晶生长容易刺穿隔膜造成电池短路；另一方面，枝晶脱落则导致电极表面出现坑穴而产生“死”锂，致使电池快速失效。另外，金属锂由于化学性能活泼，易与电解液发生副反应，造成电池容量损失。因此，保护金属锂电极并抑制锂枝晶生长是金属锂电池领域的一个研究热点。为了保护金属锂电极，提高金属锂电池的安全性、库伦效率和循环寿命，文献中提出了多种解决方案，包括使用电解液添加剂、人工SEI膜或三维集流体等。Q.Liu(Adv.Mater.2015，27，5241)、Y.Cui(J.Am.Chem.Soc.2017，139本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性锂镧钛氧陶瓷纳米纤维膜，其特征在于，其制备方法包括：配置由锂源、镧源、钛源、高分子聚合物和易挥发性有机溶剂组成的前驱体溶液，静电纺丝形成纳米纤维膜，在空气气氛下煅烧，所述的锂源、镧源、钛源的摩尔比为3X∶(2/3‑X)∶1，其中，0.04≤X≤0.17。

【技术特征摘要】
1.一种柔性锂镧钛氧陶瓷纳米纤维膜，其特征在于，其制备方法包括：配置由锂源、镧源、钛源、高分子聚合物和易挥发性有机溶剂组成的前驱体溶液，静电纺丝形成纳米纤维膜，在空气气氛下煅烧，所述的锂源、镧源、钛源的摩尔比为3X∶(2/3-X)∶1，其中，0.04≤X≤0.17。2.一种柔性锂镧钛氧陶瓷纳米纤维膜，其特征在于，所述的柔性锂镧钛氧陶瓷纳米纤维膜由锂镧钛氧化合物纳米纤维组成，所述的锂镧钛氧化合物的结构式为Li3xLa2/3-xTiO3，其中，0.04≤x≤0.17。3.权利要求1或2所述的柔性锂镧钛氧陶瓷纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，包括：步骤1：配置前驱体溶液，所述前驱体溶液由锂源、镧源、钛源、高分子聚合物和易挥发性有机溶剂组成；步骤2：对上述前驱体溶液进行静电纺丝，获得聚合物基前驱体纳米纤维膜；静电纺丝时在纺丝区间施加20～80℃的恒温热场并控制接收装置的温度为10～40℃；步骤3：将所得的聚合物基前驱体纳米纤维膜在空气气氛下煅烧，其中，最高煅烧温度控制在400～1000℃，制备柔性锂镧钛氧陶瓷纳米纤维膜材料。4.如权利要求3所述的柔性锂镧钛氧陶瓷纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，所述的锂源、镧源、钛源的摩尔比为0.12～0.51∶0.50～0.63∶0.8～1.2；所述的配制前驱体溶液的具体步骤包括：在10～100℃下将高分子聚合物溶解在易挥发性有机溶剂中，搅拌30～480min，然后依次加入锂源、镧源、钛源，搅拌30～480min，混合均匀，得到前驱体溶液。5.如权利要求3所述的柔性锂镧钛氧陶瓷纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，所述的锂源为氢氧化锂、高氯酸锂、碳酸锂、醋酸锂、硝酸锂、硫酸锂和氯化锂中的至少一...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫建华，赵云，丁彬，俞建勇，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海,31