一种极性碳纳米管、其制作方法、电解质隔膜及固体电池技术

本发明专利技术公开了一种极性碳纳米管、其制作方法、电解质隔膜及固体电池，因极性碳纳米管的两个端部所带的电荷量不为零，使得极性碳纳米管具有较大的偶极矩，即具有加高的极性，对于包括该种极性碳纳米管的电解质隔膜而言，相当于添加了一种离子导体添加剂，对离子可以起到很好的传输作用；并且，因极性碳纳米管具有良好的柔性，使得该种电解质隔膜可以与电池中的正极和负极具有良好地接触，以及具备更小的界面离子转移阻抗，有效解决了现有技术中电解质隔膜与正负极接触阻抗大的问题；此外，极性碳纳米管在传输锂离子时，可以允许电解质隔膜具有更高的结晶度和强度，有效提高了电解质隔膜的性能，从而大大提高了固体电池的性能。

The invention relates to a polar carbon nanotube, a preparation method thereof, an electrolyte membrane and a solid battery

【技术实现步骤摘要】
一种极性碳纳米管、其制作方法、电解质隔膜及固体电池
本专利技术涉及电化学
，尤指一种极性碳纳米管、其制作方法、电解质隔膜及固体电池。
技术介绍
锂离子电池一般包括：正极、负极、电解液、以及电解质隔膜，其中，正极一般为含锂化合物，负极一般为碳素材料，锂离子可以在电解质隔膜中自由通过，而电子无法通过，以传输锂离子。具体的充放电过程为：在锂离子电池充电时，正极上有锂离子生成，生成的锂离子通过电解液和电解质隔膜传输至负极，在作为负极的碳呈层状结构时，锂离子可以嵌入到层状结构的微孔中，嵌入的锂离子越多，充电容量越高。在锂离子电池放电时，嵌入在负极中的锂离子会脱出，通过电解液和电解质隔膜回到正极，回到正极的锂离子越多，放电容量越大。固态电池与锂离子电池的充放电原理相似，只是固体电池中仅包括正极、负极和固体的电解质隔膜，锂离子可以在电解质隔膜中进行传输，实现充放电功能。然而，在固体电池中，若电解质隔膜的取向性低，可能会导致锂离子在电解质隔膜中的传输性能下降，降低锂离子的传输效率，从而降低电池的充放电性能。r>那么，如何提高电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种极性碳纳米管，其特征在于，包括两个端部，两个端部所带的电荷量不相等；/n其中，至少一个所述端部具有功能性基团，设置有所述功能性基团的所述端部为参考端部，所述参考端部对应的所述功能性基团的电荷总量不为零。/n

【技术特征摘要】
1.一种极性碳纳米管，其特征在于，包括两个端部，两个端部所带的电荷量不相等；
其中，至少一个所述端部具有功能性基团，设置有所述功能性基团的所述端部为参考端部，所述参考端部对应的所述功能性基团的电荷总量不为零。


2.如权利要求1所述的极性碳纳米管，其特征在于，两个所述端部均为所述参考端部，两个所述参考端部对应的所述功能性基团的电荷总量的电性相反。


3.如权利要求2所述的极性碳纳米管，其特征在于，所述参考端部包括至少一个所述功能性基团；
若所述参考端部包括多个所述功能性基团，所述参考端部对应的各所述功能性基团的电性均相同。


4.如权利要求2所述的极性碳纳米管，其特征在于，所述参考端部包括多个所述功能性基团，所述参考端部对应的至少部分所述功能性基团的电性不同。


5.如权利要求1-4任一项所述的极性碳纳米管，其特征在于，所述功能性基团包括正电性基团和/或负电性基团。


6.如权利要求5所述的极性碳纳米管，其特征在于，
所述正电性基团包括：氨基、羟基、二烷基氨基、膦基及其衍生物、亚胺基及其衍生物、以及叠氮酸根及其衍生物中的至少一种；
所述负电性基团包括：羧基、硝基、磺基、酯基、酰基、卤素基团、酰卤、卤甲基及其衍生物、以及-BRR'中的至少一种。


7.一种极性碳纳米管的制作方法，其特征在于，包括：
将碳纳米管分散于非极性溶剂中，得到第一膜结构；
向所述第一膜结构的相对两个表面施加第一预设电压，以使所述碳纳米管的偶极矩方向平行所述第一预设电压形成的电场方向，得到取向膜结构；
对所述取向膜结构的相对两个表面中的至少一个表面进行改性处理，以使所述取向膜结构的至少一个表面具有功能性基团，其中：两个所述表面所带的电荷量不相等，具有所述功能性基团的表面为参考表面，所述参考表面对应的所述功能性基团的电荷总量不为零；
将改性处理后的所述取向膜结构进行溶解和过滤处理，得到所述极性碳纳米管。

【专利技术属性】
技术研发人员：王康平，李洋，袁康，陈超，曹晨，李旭，
申请(专利权)人：中航锂电技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32